(57)【要約】      （修正有）【課題】角度検出歯車と被駆動歯車との間にバックラッシが生じ得る状態でも、付勢手段により角度検出歯車と被駆動歯車とのガタが除去されて、リング部材の位置決め精度が維持できる。【解決手段】鏡胴１４にリング部材１６が回動可能に設けられるとともに、このリング部材に設けられた被駆動歯車１８がモータにより駆動される駆動歯車２０により回動されることにより、リング部材が鏡胴に対し回動されるレンズ装置１０。駆動歯車２０と同心に駆動歯車と略同一形状の角度検出歯車２２が被駆動歯車１８と噛み合うように設けられるとともに、角度検出歯車２２は角度検出手段に連結されている。角度検出歯車２２と駆動歯車２０との間に、回転方向に相互の歯車を付勢する付勢手段２８が設けられており、角度検出歯車と被駆動歯車とのガタが除去されている。【選択図】  図１
2004271827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ又はアイリスを駆動するリング部材が鏡胴に回動可能に設けられるとともに、該リング部材に設けられた被駆動歯車がモータにより駆動される駆動歯車により回動されることにより、前記リング部材が前記鏡胴に対し回動されるレンズ装置において、
前記駆動歯車と同心に該駆動歯車と略同一形状の角度検出歯車が前記被駆動歯車と噛み合うように設けられるとともに、該角度検出歯車は角度検出手段に連結されており、
前記角度検出歯車と前記駆動歯車との間に、回転方向に相互の歯車を付勢する付勢手段が設けられており、前記角度検出歯車と前記被駆動歯車とのガタが除去されていることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記角度検出手段の検出結果により前記モータのフィードバック制御がなされるように構成されている請求項１に記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ装置に係り、特に、レンズ鏡胴に設けられたフォーカスリング、ズームリング、アイリスリング等のリング部材の駆動を自動操作により、かつ精度よく行えるレンズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ等の各種の光学機器に使用されるレンズ装置は、そのレンズ鏡胴にフォーカスリング、ズームリング、アイリスリング等のリング部材が回動自在に設けられるものが多く、このリング部材を回動させることにより、フォーカス調整、ズーム調整等が行なえるように構成されている。
【０００３】
このレンズ装置が使用されている代表的な従来技術として、図１０及び図１１にハイビジョン対応のビデオカメラシステムを示す。同図において、ビデオカメラ用レンズ５０は、鏡胴本体５２にフォーカスリング５４、ズームリング５６、アイリスリング５８、及びトラッキングリング６０がそれぞれ回動自在に設けられている。フォーカスリング５４に取り付けられた操作棒６２によって、フォーカスリング５４を手動で回動操作することにより、不図示のフォーカスレンズが光軸方向に移動され、フォーカシングが行われる。
【０００４】
また、ズームリング５６に取り付けられた操作棒６４によって、ズームリング５６を手動で回動操作することにより、不図示のズームレンズが光軸方向に移動され、ズーミングが行われる。更に、アイリスリング５８を回動操作すると、不図示の絞り装置が駆動され、絞り値が所望の値に設定される。
【０００５】
トラッキングリング６０は、図１０上で破線で示したマスターレンズ６６を光軸方向に移動させてトラッキング調整を行うための操作リングであり、ビデオカメラ用レンズ５０の工場出荷時のトラッキング調整時に回動操作される。これにより、マスターレンズ６６が光軸方向に移動されてトラッキング調整が行われる。
【０００６】
このように構成されたビデオカメラ用レンズ５０は、そのマウント部６８がカメラ７０のマウント部７２に連結される。また、フォーカスリング５４の前方にはフィルタ装着部７４が接続され、更に前方にはフィルタ装着部７４が具備されたマットボックス７６が接続されている。
【０００７】
ガイドバー８２は、図１０に示されるように、カメラ７０の下部に設けられた支持部８４から水平方向に予め延設された支持用のガイドバーである。このガイドバー８２は、マットボックス７６等を支持するために設けられ、このガイドバー８２にマットボックス７６等を支持させることにより、他の支持機構が不要になり、かつ、マットボックス７６側の光軸がカメラ７０側の光軸に一致した状態が保持される。
【０００８】
以上に説明したような、手動操作によりフォーカスリング５４、ズームリング５６、アイリスリング５８、及びトラッキングリング６０等のリング部材を回動させて各種の調整を行う方式のレンズ装置以外に、無線又は有線による遠隔操作によりリング部材を回動させて各種の調整を行う方式のレンズ装置も採用されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００９】
このような方式の一例として、図１１により説明する。図１１は、図１０の１１−１１線矢視図であるが、各種リング部材を手動で回動させるための操作棒６２、６４等に代えて駆動ボックス８５が設けられている。そして、駆動ボックス８５に設けられた駆動歯車８６がフォーカスリング５４の外周部に固定された被駆動歯車５４Ａと噛み合うように配されており、駆動歯車８６は、また、駆動ボックス８５内に設けられた図示しないモータにより駆動される。
【００１０】
更に、駆動ボックス８５に設けられた回転角度検出歯車８８が被駆動歯車５４Ａと噛み合うように配されており、回転角度検出歯車８８は、また、駆動ボックス８５内に設けられた図示しないロータリーエンコーダに連結されている。
【００１１】
駆動ボックス８５にはコネクタ９０が連結されており、コネクタ９０は図示しない制御ボックスに連結される。これにより、制御ボックスよりモータの駆動を制御したり、制御ボックスへロータリーエンコーダの信号が入力できるようになっている。
【００１２】
すなわち、回転角度検出歯車８８によりフォーカスリング５４の回転角度が検出できるとともに、駆動歯車８６によりフォーカスリング５４を回転駆動できる。そして、制御手段により、モータのフィードバック制御が行え、フォーカスリング５４の正確な位置決めが可能となる。
【００１３】
【特許文献１】
特開平６−２３３１７０号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、回転角度検出歯車８８と被駆動歯車５４Ａとのバックラッシによりリング部材（この場合は、フォーカスリング５４）の位置決め精度が劣ると言った問題が生じる。すなわち、被駆動歯車５４Ａを一方向から他方向へ反転させた場合、バックラッシにより歯車間にガタを生じ、位置決め精度が劣ることが避けられない。
【００１５】
また、上記従来の構成では、駆動ボックス８５が大サイズとなるとともに、駆動ボックス８５の位置調整に負担を生じると言う問題点もある。すなわち、被駆動歯車５４Ａに対して、駆動歯車８６と回転角度検出歯車８８のいずれも正常な噛み合い状態となるようにセットしなければ良好に機能を発揮できないが、このような調整作業は負担となる。機構面でも、ベースプレート７８と駆動ボックス８５とを多関節機構９２で連結する必要があり、構成が複雑になる。
【００１６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、レンズ鏡胴に設けられたフォーカスリング、ズームリング、アイリスリング等のリング部材の駆動を自動操作により、かつ精度よく行えるレンズ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、レンズ又はアイリスを駆動するリング部材が鏡胴に回動可能に設けられるとともに、該リング部材に設けられた被駆動歯車がモータにより駆動される駆動歯車により回動されることにより、前記リング部材が前記鏡胴に対し回動されるレンズ装置において、記駆動歯車と同心に該駆動歯車と略同一形状の角度検出歯車が前記被駆動歯車と噛み合うように設けられるとともに、該角度検出歯車は角度検出手段に連結されており、前記角度検出歯車と前記駆動歯車との間に、回転方向に相互の歯車を付勢する付勢手段が設けられており、前記角度検出歯車と前記被駆動歯車とのガタが除去されていることを特徴とするレンズ装置を提供する。
【００１８】
本発明によれば、駆動歯車と同心に、すなわち、軸中心が一致するように角度検出歯車が設けられ、角度検出歯車と駆動歯車との間に、回転方向に相互の歯車を付勢する付勢手段が設けられている。これにより、角度検出歯車と被駆動歯車との間にバックラッシが生じ得る状態でも、付勢手段により角度検出歯車と被駆動歯車とのガタが除去されて、リング部材の位置決め精度が維持できる。
【００１９】
本発明において、前記角度検出手段の検出結果により前記モータのフィードバック制御がなされるように構成されていることが好ましい。このようなフィードバック制御がなされてこそ、本発明の効果が発揮できるからである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って、本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳述する。図１は、実施の形態のレンズ装置１０が、ビデオカメラ１２に装着されている状態を示した図である。図２は、図１の右側面図である。なお、従来例である図１０及び図１１の構成と同一、類似の部材については、同様の符号を付しその説明を省略する。
【００２１】
鏡胴１４にはリング部材１６が回動可能に設けられるとともに、リング部材１６に設けられた被駆動歯車１８が駆動ボックス３０に支持された駆動歯車２０及び角度検出歯車２２と噛み合っている。駆動歯車２０と角度検出歯車２２とは略同一形状であり、両者は同心に支持されている（詳細は後述する）。駆動ボックス３０は、ガイドバー８２に支持されている。また、ビデオカメラ１２は、ベースプレート７８上に支持されている。なお、リング部材１６は、フォーカスリング、ズームリング、アイリスリング、又はトラッキングリングのいずれであってもよい。
【００２２】
次に、駆動ボックス３０の内部について説明する。図３は、駆動ボックス３０の拡大断面図であり、図４は、図３の４−４線矢視図である。駆動ボックス３０の筐体にはモータ２４が固定されている。モータ２４の軸には第１のはすば歯車３２Ａが固定され、この第１のはすば歯車３２Ａと噛み合うように第２のはすば歯車３２Ｂが設けられている。この第２のはすば歯車３２Ｂは、軸３２Ｃ、軸受３４Ａを介して駆動ボックス３０の筐体に回動自在に固定されている。
【００２３】
一端に第２のはすば歯車３２Ｂが固定されている軸３２Ｃの他端には、平歯車である第１の中間歯車３４が固定されている。更に、平歯車である駆動歯車２０が第１の中間歯車３４と噛み合うような位置に設けられている。この駆動歯車２０は、中空な軸２０Ａ、軸受２０Ｃを介して駆動ボックス３０の筐体に回動自在に固定されている。軸２０Ａの他端（駆動歯車２０の反対側）にはストップリング２０Ｄが嵌められており、軸受２０Ｃからの脱落防止が図られている。
【００２４】
駆動歯車２０に隣接して、平歯車であり駆動歯車２０と略同一形状の角度検出歯車２２が、駆動歯車２０と同心に設けられている。すなわち、駆動歯車２０の中空な軸２０Ａの内部には角度検出歯車２２の軸２２Ａが嵌挿され、駆動歯車２０の表面と角度検出歯車２２の裏面とが接している。ただし、駆動歯車２０と角度検出歯車２２とは軸同士、面同士が接しているのみで、後述する付勢手段２８以外の箇所での連結はない。
【００２５】
角度検出歯車２２の軸２２Ａの他端（角度検出歯車２２の反対側）には平歯車である第２の中間歯車２２Ｂが固定されている。これにより、軸２２Ａの軸受２０Ｃからの脱落防止が図られている。更に、平歯車である第３の中間歯車３６Ａが第２の中間歯車２２Ｂと噛み合うような位置に設けられている。この第３の中間歯車３６Ａは、連接する平歯車である第４の中間歯車３６Ｂと同心で一体に形成されている。また、両者には貫通孔が設けられており、軸３６Ｃ、ステー２６Ａ及び後述する角度検出手段２６を介して駆動ボックス３０の筐体に回動自在に固定されている。
【００２６】
軸３６Ｃの一端には、ねじが形成されており、ステー２６Ａのねじ孔に螺嵌されている。軸３６Ｃの他端は、第４の中間歯車３６Ｂの貫通孔より大径の頭部が形成されており、第３の中間歯車３６Ａ、第４の中間歯車３６Ｂの軸３６Ｃからの脱落防止が図られている。
【００２７】
また、角度検出手段２６であるロータリーエンコーダがブラケット２６Ｂにより駆動ボックス３０の筐体に固定されている。角度検出手段２６の軸２６Ｃには平歯車２６Ｄが固定されており、この平歯車２６Ｄは第４の中間歯車３６Ｂと噛み合うように配されている。
【００２８】
以上の構成により、モータ２４の回転は、第１のはすば歯車３２Ａ、第２のはすば歯車３２Ｂ、第１の中間歯車３４を介して駆動歯車２０に伝達される。また、角度検出歯車２２の回転は、第２の中間歯車２２Ｂ、第３の中間歯車３６Ａ、第４の中間歯車３６Ｂ、平歯車２６Ｄを介して角度検出手段２６に伝達される。
【００２９】
次に、駆動歯車２０と角度検出歯車２２との間において、回転方向に相互の歯車を付勢する付勢手段２８について説明する。図５及び図７は、付勢手段２８の構成を示す概念図であり、図６は、図５の６−６線矢視図である。
【００３０】
各図に示されるように、角度検出歯車２２の裏面及び駆動歯車２０の表面には、それぞれ略同一形状の、円弧長さがＬで所定幅、所定深さの溝２２Ｅ及び２０Ｅが設けられている、そして、両者の溝が形成する、断面が略矩形の空間には、ばね２８Ａ（円筒コイルばね）が圧縮状態にして配される。ばね２８Ａは、図５及び図６において、溝２０Ｅ、２２Ｅの右端２０Ｆ、２２Ｆ、及び、溝２０Ｅ、２２Ｅの左端２０Ｇ、２２Ｇを押圧する。図５及び図６に示される状態では、駆動歯車２０と角度検出歯車２２との間では安定状態にある。この状態において、駆動歯車２０の歯先と角度検出歯車２２の歯先とは、ずれた状態になっている。
【００３１】
図７は、付勢手段２８の構成を示す概念図であり、駆動歯車２０の歯先と角度検出歯車２２の歯先とが、重ね合わさるようになった状態を示している。すなわち、図５及び図６の状態から、駆動歯車２０が固定され、角度検出歯車２２が時計回りに若干回転した状態を示している。この状態において、角度検出歯車２２の溝２２Ｅの左端２２Ｇと駆動歯車２０の溝２０Ｅの右端２０Ｆとでばね２８Ａを圧縮している。したがって、付勢手段２８のばね２８Ａは、駆動歯車２０と角度検出歯車２２とを図５及び図６の状態になるように付勢している。
【００３２】
付勢手段２８の構成は、上記のものに限定される訳ではなく、同様の機能が得られる構成であれば、各種の構成が採用できる。また、円周方向に複数箇所、付勢手段２８を設ける構成であってもよい。
【００３３】
次に、付勢手段２８の作用について説明する。図８及び図９は、駆動歯車２０、被駆動歯車１８及び角度検出歯車２２相互の位置関係を示す部分拡大図であり、このうち図８は、駆動歯車２０を反時計方向に回転させた状態を示しており、図９は、駆動歯車２０を時計方向に回転させた状態を示している。
【００３４】
図８において、駆動歯車２０の回転駆動によって、被駆動歯車１８は時計方向に回転している。この状態で角度検出歯車２２は付勢手段２８により反時計方向に回転するように付勢されており、角度検出歯車２２の左側の歯面が被駆動歯車１８の右側の歯面と接触点Ｃにおいて接触した状態にある。
【００３５】
一方、図９において、駆動歯車２０の回転駆動によって、被駆動歯車１８は反時計方向に回転している。この状態で角度検出歯車２２は付勢手段２８により反時計方向に回転するように付勢されており、角度検出歯車２２の左側の歯面が被駆動歯車１８の右側の歯面と接触点Ｃにおいて接触した状態にある。
【００３６】
このように、被駆動歯車１８の回転方向が、時計方向でも反時計方向でも、角度検出歯車２２と被駆動歯車１８との接触する歯面は、常に同じ側となる。したがって、駆動歯車２０と被駆動歯車１８との間にバックラッシを生じているとしても、角度検出歯車２０と被駆動歯車１８とのガタが除去され、角度検出歯車２２による被駆動歯車１８の角度位置の検出はバックラッシの影響を受けない。そして、リング部材１６の位置決め精度が維持できる。
【００３７】
リング部材１６の駆動の制御方法は、従来例と同様に、角度検出歯車２２によりリング部材１６（被駆動歯車１８）の回転角度を検出するとともに、駆動歯車２０によりリング部材１６（被駆動歯車１８）を回転駆動する。そして、図示しない公知の制御手段により、モータ２４のフィードバック制御を行い、リング部材１６の正確な位置決めを行える。
【００３８】
以上、本発明に係るレンズ装置の実施形態の例について説明したが、本発明は上記実施形態の例に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００３９】
たとえば、本実施形態では、角度検出手段２６としてロータリーエンコーダを採用しているが、同様の機能を有する他の手段、たとえば、ポテンショメータ等を採用することもできる。
【００４０】
また、歯車列（ｇｅａｒ  ｔｒａｉｎ）の構成も、上記実施形態の例以外の各種の構成が採用できる。既述したように、付勢手段２８も他の構成、たとえば、うず巻きばねを使用した構成、空気圧手段を使用した構成等、各種の構成が採用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動歯車と同心に角度検出歯車が設けられ、角度検出歯車と駆動歯車との間に回転方向に相互の歯車を付勢する付勢手段が設けられている。これにより、角度検出歯車と被駆動歯車との間にバックラッシが生じ得る状態でも、付勢手段により角度検出歯車と被駆動歯車とのガタが除去されて、リング部材の位置決め精度が維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズ装置が使用されたビデオカメラの構成を示す概念図
【図２】図１の右側面図
【図３】駆動ボックスの拡大断面図
【図４】図３の４−４線矢視図
【図５】付勢手段の構成を示す概念図
【図６】図５の６−６線矢視図
【図７】付勢手段の構成を示す概念図
【図８】駆動歯車、被駆動歯車及び角度検出歯車相互の位置関係を示す部分拡大図
【図９】駆動歯車、被駆動歯車及び角度検出歯車相互の位置関係を示す部分拡大図
【図１０】従来例のビデオカメラの構成を示す概念図
【図１１】図１０の１１−１１線矢視図
【符号の説明】
１０…レンズ装置、１２…ビデオカメラ、１４…鏡胴、１６…リング部材、１８…被駆動歯車、２０…駆動歯車、２２…角度検出歯車、２４…モータ、２６…角度検出手段、２８…付勢手段、３０…駆動ボックス
【図１】
2004271827.tif 000003
【図２】
2004271827.tif 000004
【図３】
2004271827.tif 000005
【図４】
2004271827.tif 000006
【図５】
2004271827.tif 000007
【図６】
2004271827.tif 000008
【図７】
2004271827.tif 000009
【図８】
2004271827.tif 000010
【図９】
2004271827.tif 000011
【図１０】
2004271827.tif 000012
【図１１】
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