(57)【要約】      （修正有）【課題】ケーブルによる対象物の操作性の点で有利な接続装置を提供する。【解決手段】動力を伝達するフレキシブルケーブル９とテレビレンズとを接続する接続装置８であって、フレキシブルケーブル９が接続される接続部４０と、テレビレンズが接続されるモジュール本体１０と、フレキシブルケーブル９からテレビレンズへ動力を伝達する伝達部５０とを有し、接続部４０は、フレキシブルケーブル９の湾曲によりフレキシブルケーブル９に生じる復元力によりモジュール本体１０に対して可動に構成されていることを特徴とする接続装置８。【選択図】図３
2019144345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を伝達するケーブルと対象物とを接続する接続装置であって、
前記ケーブルが接続される接続部と、
前記対象物が接続される本体と、
前記ケーブルから前記対象物へ動力を伝達する伝達部と、
を有し、
前記接続部は、前記ケーブルの湾曲により前記ケーブルに生じる復元力により前記本体に対して可動に構成されていることを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記接続部は、前記復元力の大きさが予め定められた大きさを超えた場合に前記本体に対して移動するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の接続装置。
【請求項３】
前記本体は、可動の前記接続部を保持する保持部を含み、
前記予め定められた大きさは、前記保持部が前記接続部を保持する力の大きさであることを特徴とする請求項２に記載の接続装置。
【請求項４】
前記保持部は、
前記接続部の可動範囲における第１位置で前記接続部を保持する第１保持部と、
前記可動範囲における、前記第１位置とは異なる第２位置で前記接続部を保持する第２保持部と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の接続装置。
【請求項５】
前記伝達部は、それが伝達する動力により回転する回転軸を含み、
前記接続部は、前記回転軸に沿って可動に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の接続装置。
【請求項６】
前記本体は、前記接続部の移動をガイドするガイド部を含むことを特徴とする請求項５に記載の接続装置。
【請求項７】
前記ケーブルは、ワイヤーを含むことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の接続装置。
【請求項８】
ケーブルと、前記ケーブルを操作する操作部材とを含み、前記操作部材により操作された前記ケーブルにより対象物を操作する操作装置であって、
前記ケーブルと前記対象物とを接続する、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の接続装置を有することを特徴とする操作装置。
【請求項９】
請求項８に記載の操作装置と、
前記操作装置により操作される光学素子と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光学装置と、
前記光学装置により像が形成される像面に配された撮像素子と、
を含むことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続装置、操作装置、光学装置、及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放送用テレビカメラに使用されるレンズ装置のフォーカス駆動装置として、メカニカルコントローラの回転操作による動力を伝達するフレキシブルケーブルと、フレキシブルケーブルをレンズ本体に接続する接続装置とを含んで構成されるものがある。フレキシブルケーブル（単にケーブルともいう）は、操作回転力を伝達するワイヤーを備え、ワイヤーの外周は、ワイヤー自体の保護やワイヤー周辺に対する安全性などを考慮して、被覆が施されている。なお、本明細書においては、接続装置を接続モジュールともいう。
【０００３】
体腔内超音波診断装置のカテーテルの分野では、フレキシブルケーブルにおける回転トルクの伝達効率を向上させる技術が提案されている。特許文献１は、ワイヤーの外周面と被覆の内周面との間に、表面摩擦の小さい部材からなる回転ガイド用のスペーサを被覆の長手方向に適当な密度で複数個散在させる技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放送用テレビレンズや内視鏡などでは、フレキシブルケーブルを大きく湾曲させると、ワイヤーの外周面と被覆の内周面との接触によるワイヤーと被覆との間の摩擦抵抗が増加しうる。当該摩擦抵抗が増加すると、ワイヤーによる操作回転力の伝達効率が低下してしまう。この場合において、コントローラによってワイヤーに操作回転力が加えられると、ワイヤーにねじれが生じた後にレンズ装置のフォーカス駆動（フォーカスレンズユニットの移動）が開始する。
【０００６】
そして、フォーカスを調整した後にコントローラから手を放すと、ワイヤーのねじれが解放されて、操作方向とは逆方向にワイヤーが回転し、それに基づくフォーカスずれが生じうる。なお、特許文献１の構成でも、フレキシブルケーブルの湾曲の増加によりワイヤーと被覆との間の摩擦抵抗が増加しうる点に変わりはない。
【０００７】
本発明は、例えば、ケーブルによる対象物の操作性の点で有利な接続装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施態様による接続装置は、動力を伝達するケーブルと対象物とを接続する接続装置であって、前記ケーブルが接続される接続部と、前記対象物が接続される本体と、  前記ケーブルから前記対象物へ動力を伝達する伝達部とを有し、前記接続部は、前記ケーブルの湾曲により前記ケーブルに生じる復元力により前記本体に対して可動に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、ケーブルによる対象物の操作性の点で有利な接続装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１による操作装置の特殊な取付角度における操作の一例を示す。
【図２】実施例１による操作装置の特殊な取付位置における操作の一例を示す。
【図３】実施例１に係る接続モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための例示的な実施例を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施例で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、図面において、同一であるか又は機能的に類似している要素を示すために図面間で同じ参照符号を用いる。
【００１２】
（実施例１）
以下、図１乃至３を参照して、本発明の実施例１による操作装置、特に内部に動力伝達手段を有するフレキシブルケーブルを用いた操作装置について説明する。
【００１３】
まず、図１及び２を参照して、本実施例による操作装置におけるコントローラの取付角度及び取付位置と、ワイヤーの復元力と、接続モジュール（復元力低減手段）との関係性について簡単に説明する。図１は、本実施例による操作装置におけるコントローラの特殊な取付角度における操作の一例、図２は、コントローラの特殊な取付位置における操作の一例を示す。なお、図１及び２では、標準の取付角度及び取付位置におけるコントローラが破線により示されている。
【００１４】
図１及び図２には、カメラ１、テレビレンズ２（対象物）、サポータ３、三脚４、パン棒５、フォーカスコントローラ６（操作部材）、クランパ７、接続モジュール８（接続装置）、及びフレキシブルケーブル９が示されている。サポータ３は、カメラ１とテレビレンズ２を支持し、三脚４によって支持されている。三脚４にはパン棒５が設けられており、パン棒５を操作することで三脚４を上下左右に操作することができる。ここで、フォーカスコントローラ６、接続モジュール８、及びフレキシブルケーブル９は、操作装置を構成する。また、当該操作装置、及び、例えばフォーカスレンズやズームレンズ、絞り等の光学素子を含むテレビレンズ２は、レンズ装置（光学装置）を構成する。さらに、当該レンズ装置と、レンズ装置により像が形成される像面に配された撮像素子を含むカメラ１は、カメラ装置（撮像装置）を構成する。
【００１５】
フォーカスコントローラ６は、クランパ７を介してパン棒５に固定されている。フォーカスコントローラ６には、ワイヤー９ａ（動力伝達手段）及びワイヤー９ａの外周を覆う被覆９ｂを含むフレキシブルケーブル９が接続されている。フレキシブルケーブル９は、接続モジュール８を介してテレビレンズ２のフォーカス駆動機構（不図示）に接続されており、フォーカスコントローラ６による操作回転力をワイヤー９ａによって接続モジュール８に伝達する。
【００１６】
接続モジュール８は、テレビレンズ２に取り付けられるとともに、フレキシブルケーブル９のワイヤー９ａから伝達される操作回転力をテレビレンズ２のフォーカス駆動機構に伝達する。これにより、ユーザはフォーカスコントローラ６を操作することで、テレビレンズ２のフォーカスを駆動することができる。
【００１７】
ここで、従来の操作装置では、フレキシブルケーブルが大きく湾曲している状態で、フォーカスコントローラにてフォーカス操作を行うと、フレキシブルケーブル内のワイヤーと被覆が接触して摩擦力を生じる。この場合には、フォーカスコントローラから印加される操作回転力によりワイヤーにねじれが発生する。
【００１８】
この状態において、ユーザがテレビレンズのフォーカスを合わせた後にフォーカスコントローラから手を放すと、ワイヤーのねじれが解放され、その復元力が接続モジュールを介してフォーカスコントローラに加わる。これにより、ワイヤーのねじれの復元力がフォーカス駆動機構に伝達され、テレビレンズのフォーカス位置が変化していた。
【００１９】
これに対し、本実施例による操作装置においては、フレキシブルケーブル９が湾曲することによって発生する、フレキシブルケーブル９が元に戻ろうとする力（復元力）Ｆｔの大きさが予め定められた大きさを超えた場合に、接続モジュール８が移動する。より具体的には、力Ｆｔが接続モジュール８に加わって、力Ｆｔが後述する接続モジュール８における接続部の固定に必要な保持力Ｆｋを超えた場合、接続モジュール８の接続部がテレビレンズ２の前方方向へ前進し、この位置で再び保持される。ここで、図１及び２には、接続モジュール８の接続部が移動した際の接続モジュール８’及びフレキシブルケーブル９’が２点鎖線で示されている。
【００２０】
この動作によって、フレキシブルケーブル９の湾曲が緩和されるためワイヤー９ａのねじれによる復元力Ｔが大きく低減される。これにより、フォーカス調整後に復元力Ｔがテレビレンズ２のフォーカス駆動機構に伝達されてもテレビレンズ２のフォーカス位置を変化させない程度の力まで復元力Ｔを低減させることができる。
【００２１】
ここで、フォーカスコントローラ６の取付角度及び取付位置をそれぞれθ及びｌとする。この場合、標準の取付角度及び取付位置を基準角度θ＝０及び基準位置ｌ＝０とすると、フォーカスコントローラ６の取付角度θ及び取付位置ｌは、θ＝Δθ、ｌ＝Δｌで表される。なお、取付位置ｌは基準位置ｌ＝０からの距離とする。
【００２２】
この場合、本実施例における、フレキシブルケーブル９が湾曲することによって発生するフレキシブルケーブル９が元に戻ろうとする力Ｆｔ及び接続モジュール８の保持力Ｆｋの関係は、以下の式で表わすことができる。なお、αはフレキシブルケーブル９の湾曲に基づくワイヤー９ａの復元力Ｔによりテレビレンズ２がフォーカスずれを起こす際の力Ｆｔの最小値を示す。
Ｆｔ＝ｆ（θ，ｌ）                        ・・・（Ｉ）
０≦｜ｄｆ（θ，ｌ）／ｄθｄ ｌ｜＜α      ・・・（ＩＩ）
（Ｉ）、（ＩＩ）のとき、
Ｆｋ≧Ｆｔ
α≦｜ｄｆ（θ，ｌ）／ｄθｄ ｌ｜          ・・・（ＩＩＩ）
（Ｉ）、（ＩＩＩ）のとき、
Ｆｋ≦Ｆｔ
【００２３】
上記力Ｆｔ及び保持力Ｆｋの関係から、本実施例による操作装置では、ワイヤー９ａのねじれの復元力Ｔによりテレビレンズ２のフォーカスずれを生じさせるほどにフレキシブルケーブル９が湾曲した場合に、力Ｆｔが保持力Ｆｋ以上となる。このため、接続モジュール８が移動し復元力Ｔを低減できる。
【００２４】
次に、図３を参照して、本実施例に係る接続モジュール８の概略的な構成について説明する。図３は、接続モジュール８の断面図である。接続モジュール８には、テレビレンズ２に接続されるモジュール本体１０と、フレキシブルケーブル９が接続される接続部４０と、ワイヤー９ａから伝達される操作回転力をテレビレンズ２のフォーカス駆動機構に伝達する伝達部５０が設けられている。
【００２５】
モジュール本体１０には、テレビレンズ２に接続されるフック１１と、ベアリング１５，１６と、抜け止め板１９と、リニアガイドのベース部２２（ガイド部）と、プランジャー２３，２４（保持部）と、ストッパゴム３７が設けられている。モジュール本体１０は、ベアリング１５，１６により、連結軸１２の前後を回転可能に支持する。抜け止め板１９はベアリング１５の抜け止め用に設けられおり、モジュール本体１０にねじ（不図示）で取り付けられている。
【００２６】
接続部４０には、スライド連結ユニット本体２０が設けられている。スライド連結ユニット本体２０にはリニアガイドのスライダ部２１が固定され一体となっており、スライダ部２１には、プランジャー２３，２４に対応する溝２１ａが設けられている。また、スライド連結ユニット本体２０には、スライド連結ユニット本体２０の穴をふさぐ化粧板３６が接着固定されるとともに、ベアリング２９，３０及びねじ部２０ａが設けられている。さらに、スライド連結ユニット本体２０には、ベアリング３０の抜け止め用に抜け止め板３１がねじ（不図示）で取り付けられている。
【００２７】
接続部４０は、ベアリング２９，３０により、接続軸２８を回転可能に支持する。また、ねじ部２０ａをフレキシブルケーブル９のねじ部９ｇに螺合させることで、接続部４０とフレキシブルケーブル９を接続することができる。
【００２８】
伝達部５０には、ワイヤー９ａに接続される接続軸２８と、接続軸２８にピン３３を介して固定される連結ギア３２と、連結ギア３２に対応する連結ギア２５と、連結軸１２（回転軸）が設けられている。連結ギア２５にはスライドキー２６が一体となって設けられており、スライドキー２６は、連結軸１２の長手方向に設けられたキー溝１２ａに移動可能に取り付けられている。また、連結軸１２には、テレビレンズ２のフォーカス駆動機構（不図示）に接続される接続用カップリング１４がピン１３を介して設けられている。連結軸１２は、伝達部５０が伝達するワイヤー９ａからの操作回転力により回転する。
【００２９】
これらの他に、接続用カップリング１４とベアリング１６との間にはスペーサ１８が抜け止め用として設けられている。また、連結軸１２にはベアリング１５の抜け止め用としてＥリング１７が設けられている。さらに、スライド連結ユニット本体２０と連結ギア２５との間には摩擦低減ワッシャ２７が設けられており、ベアリング２９，３０と連結ギア３２との間にはガタ取り用調整ワッシャ３４，３５が設けられている。
【００３０】
また、フレキシブルケーブル９には、ワイヤー９ａ、被覆９ｂ、接続軸２８の溝２８ａに対応する接続キー９ｃ、被覆９ｂの抜け止め金具９ｄ、ワイヤー９ａの抜け止めリング９ｅ、及び接続ねじ９ｆが設けられている。接続ねじ９ｆには接続部４０のねじ部２０ａと螺合するねじ部９ｇが設けられている。
【００３１】
次に、モジュール本体１０に対する接続部４０の移動、及びモジュール本体１０による接続部４０の保持について説明する。
【００３２】
モジュール本体１０には、連結軸１２の長手方向に沿ってリニアガイドのベース部２２が設けられており、接続部４０のスライド連結ユニット本体２０にはベース部２２に対応するスライダ部２１が設けられている。このため、接続部４０は、連結軸１２に沿って可動に構成される。また、モジュール本体１０のベース部２２は、接続部４０の可動範囲を画定するとともに、接続部４０の連結軸１２の長手方向に沿った移動をガイドすることができる。具体的には、接続部４０のスライド連結ユニット本体２０は、フレキシブルケーブル９から、フレキシブルケーブル９の湾曲に基づく外力が印加されると、モジュール本体１０に対し、ベース部２２に沿って連結軸１２の長手方向に移動することができる。
【００３３】
また、連結軸１２にキー溝１２ａが設けられるとともに、連結ギア２５にスライドキー２６が設けられている。このため、連結ギア２５は連結軸１２に回転力に伝達するとともに、スライド連結ユニット本体２０と連動して連結軸１２の長手方向に移動することができる。
【００３４】
また、ベース部２２には、プランジャー２３，２４が設けられており、プランジャー２３，２４は、スライダ部２１に設けられた溝２１ａに落ち込むことによって、接続部４０を保持することができる。ここで、プランジャー２３（第１保持部）は、接続部４０の可動範囲における接続部４０のフォーカスコントローラ６側（フレキシブルケーブル９側）の第１の保持位置を画定する。また、プランジャー２４（第２保持部）は、接続部４０の可動範囲におけるテレビレンズ２側の第２の保持位置を画定する。ここで、第１の保持位置（第１位置）はスライド連結ユニット本体２０の移動前の位置に対応する。また、第２の保持位置（第２位置）は、第１の保持位置とは異なり、スライド連結ユニット本体２０の移動後の位置に対応する。スライド連結ユニット本体２０は、連結軸１２の長手方向に移動後にストッパゴム３７に当接することで、第２の保持位置で停止し、プランジャー２４による保持を受けることができる。
【００３５】
これら構成から、フレキシブルケーブル９が湾曲し、フレキシブルケーブル９から接続モジュール８に、プランジャー２３による保持力以上の外力が加わると、スライド連結ユニット本体２０がリニアガイドに従って移動する。より具体的には、スライド連結ユニット本体２０は、ベース部２２に従い連結軸１２の長手方向に沿ってスライドする。その後、スライド連結ユニット本体２０は、ストッパゴム３７により停止されると同時にプランジャー２４によって再び保持される。これにより、フレキシブルケーブル９の湾曲が緩和されるためワイヤー９ａの復元力Ｔが低下して、テレビレンズ２への摩擦トルクの伝達が回避され、フォーカスずれを防止することができる。
【００３６】
特に本実施例では、上記式で示したように、テレビレンズ２のフォーカスずれを生じさせるワイヤー９ａの摩擦トルクによる復元力Ｔが発生する程にフレキシブルケーブル９が湾曲すると、接続モジュール８のスライド連結ユニット本体２０が移動する。このため、接続モジュール８が必要時以外に移動することを防止し、フレキシブルケーブル９が接続モジュール８の移動に伴い動き回ることを防止できる。また、スライド連結ユニット本体２０は、プランジャー２４によって、移動後の第２の位置で保持されるため、移動後にも接続モジュール８が必要時以外に移動しフレキシブルケーブル９が動き回ることを防止できる。
【００３７】
上記のように、本実施例による操作装置は、内部にワイヤー９ａを有するフレキシブルケーブル９と、フレキシブルケーブル９に接続され、ワイヤー９ａを制御するフォーカスコントローラ６を備える。また、本実施例による操作装置は、フレキシブルケーブル９とテレビレンズ２とを接続する接続モジュール８を備える。接続モジュール８は、接続部４０と、伝達部５０と、モジュール本体１０を備える。接続部４０は、フレキシブルケーブル９に接続される。伝達部５０は、ワイヤー９ａによって伝達される動力をテレビレンズ２に伝達する。モジュール本体１０は、フォーカスコントローラ６に接続されるとともに、接続部４０と伝達部５０とを支持する。接続部４０は、フレキシブルケーブル９の湾曲によってプランジャー２３の保持力Ｆｋ以上の外力（力Ｆｔ）が印加されると、該外力に基づいてモジュール本体１０に対して移動する。
【００３８】
本実施例によれば、内部に動力伝達手段を有するフレキシブルケーブルを用いてレンズ装置のフォーカス駆動装置を操作するとき、ケーブルのねじれによるフォーカスずれを防止し、操作に対する追従性を高めることができ、操作性を向上させることができる。さらに、本実施例によれば、操作装置における接続モジュールを交換するだけで、上記効果を奏することができる。
【００３９】
なお、本実施例では、操作装置の操作対象物としてテレビレンズの光学素子を例に挙げたが、操作対象物は、それには限られず、例えば、内視鏡等における可動素子であってもよい。要するに、接続モジュールを介して伝達される回転操作力により操作されるとともに、フレキシブルケーブルのねじれに対する復元力によっては移動しないのが好ましいものであればよい。そのため、対象物となる光学素子には、例えば、フォーカスレンズや、ズームレンズ、レンズ絞り等が含まれる。また、操作装置及びこれら光学素子を有する光学装置（レンズ装置）には、例えば、撮像装置に備え付けられたレンズや、交換レンズ、内視鏡等が含まれる。
【００４０】
以上、実施例を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。本発明の趣旨に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、上述の各実施例及び変形例は、本発明の趣旨に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００４１】
２：テレビレンズ（操作対象）、８：接続モジュール（接続装置）、９：フレキシブルケーブル、９ａ：ワイヤー（動力伝達手段）、１０：モジュール本体、４０：接続部、５０：伝達部
【図１】
2019144345.tif 000003
【図２】
2019144345.tif 000004
【図３】
2019144345.tif 000005