(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の一部のレンズ群を光軸方向に移動させることでフランジバック調整を行う撮影光学系において、
前記撮影光学系の一部のレンズ群を保持するレンズ保持枠と、
前記レンズ保持枠と係合する駆動ギアと、
前記駆動ギアを回転させる駆動手段と、
前記駆動ギアと相対的に回転可能に構成された第１ギアと、
前記第１ギアと前記駆動ギアとの相対的な位置関係を検出する検出系と、
前記検出系により検出された、前記第１ギアと前記駆動ギアとの前記相対的な位置関係に基づいて、前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させて、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させることで前記フランジバック調整を行う制御手段と、
を有し、
前記レンズ保持枠を、前記第１ギアを回転させることなく、前記フランジバック調整を行った位置とは異なる位置に移動させた状態で動作する動作モードで動作可能であって、
前記制御手段は、前記動作モードの終了後に、前記検出系の検出結果に基づいて、前記第１ギアを回転させることなく、前記レンズ保持枠を前記フランジバック調整を行った元の位置に戻すことを特徴とする撮影光学系。
【請求項２】
前記制御手段は、前記フランジバック調整を行った後、マクロ撮影を行わせるためのマクロ制御信号に基づいて、前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させて、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させることでマクロ撮影を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
【請求項３】
前記制御手段は、マクロ撮影を終了させるための信号が入力されたら、前記第１ギアと前記駆動ギアとの前記相対的な位置関係に基づいて、前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させて、前記レンズ保持枠を前記フランジバック調整を行った元の位置に戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影光学系。
【請求項４】
前記制御手段は、前記フランジバック調整した位置を、外部入力手段からの一定値の制御信号に基づいて予め設定した位置に移動させることを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
【請求項５】
前記検出系として、前記駆動ギアと前記第１ギアとの相対的な角度を検出する角度検出器を有し、
前記制御手段は、前記角度検出器での検出結果に基づいて前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させて、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮影光学系。
【請求項６】
前記制御手段は、前記角度検出器で検出された前記第１ギアと前記駆動ギアとの前記相対的な角度の値が所定の値以下になるまで、前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させることを特徴とする請求項５に記載の撮影光学系。
【請求項７】
マクロ撮影を行うか否かを決定するＯＮ−ＯＦＦするマクロ撮影用スイッチと、マクロ撮影を行うためのマクロ撮影用コントローラとを有し、
前記マクロ撮影用スイッチがＯＮのときで、前記マクロ撮影用コントローラからのマクロ撮影を行わせるためのマクロ制御信号が入力されたときは、前記制御手段は前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させて、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に進退させることを特徴とする請求項５又は６に記載の撮影光学系。
【請求項８】
前記マクロ撮影用スイッチがＯＦＦになったときは、前記制御手段は、前記レンズ保持枠を前記フランジバック調整した位置への移動を強制的に行うことを特徴とする請求項７に記載の撮影光学系。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮影光学系を有している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】
本発明は撮影光学系を構成する一部のレンズ群を光軸方向の所定の位置にリモートコントローラで制御し、マクロ撮影が可能で、しかもフランジバック調整が容易な例えばテレビジョンカメラに好適な撮影光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、放送用のテレビジョンカメラ（ＴＶカメラ）に用いられているズームレンズ（撮影光学系）には近接物体の撮影が可能なマクロ機構が設けられている。
【０００３】
例えば、マクロ制御信号発生手段からのマクロ制御信号によって、リレー光学系中（マスターレンズ群中）の一部のレンズ群をマクロ撮影位置に移動させてマクロ撮影を行っている。
【０００４】
又、多くのＴＶカメラ用のズームレンズには、像が撮像素子上に結像するように調整するフランジバック調整（トラッキング調整）機構が設けられている。このときのフランジバック調整では、フランジバック制御信号発生手段からのフランジバック制御信号によってリレー光学系の一部のマクロ撮影と同じレンズ群を移動させて行っている。
【０００５】
これらの各動作を選択スイッチの操作に応じて選択して行っているズームレンズが知られている（特許文献１）。
【０００６】
このように、従来のＴＶカメラ用のズームレンズでは、フランジバック調整するためのフランジバック制御信号（以降フランジバック操作用制御信号）発生手段とマクロ撮影用のマクロ制御信号発生手段を備えていた。
【０００７】
これによりリレー光学系の一部のレンズ群の位置はフランジバック調整時にはフランジバック操作用制御信号により指令され、又マクロ撮影時にはマクロ制御信号により指令され制御される。
【特許文献１】特開平１０−１５３７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のＴＶカメラ用のズームレンズでは、フランジバック制御信号発生手段とマクロ制御信号発生手段と、それら信号の切換え手段あるいは加算手段を必要としていた。このため回路規模も大きく複雑になる傾向があった。またフランジバック制御信号によりフランジバック位置を制御しているため温度変化等の環境変化による補償回路も必要になっていた。この他、フランジバック調整の機械的移動量はＴＶカメラの機種ごとに異なるため、機種ごとにフランジバック制御信号発生手段の全域とリレーレンズの移動範囲を合致させるための調整を必要とした。このため回路構成が複雑になる傾向があった。
【０００９】
本発明は、撮影光学系の一部のレンズ群をフランジバック調整した元の位置に戻すことを簡易な構成で実行することができる撮影光学系および撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮影光学系は、撮影光学系の一部のレンズ群を光軸方向に移動させることでフランジバック調整を行う撮影光学系において、前記撮影光学系の一部のレンズ群を保持するレンズ保持枠と、前記レンズ保持枠と係合する駆動ギアと、前記駆動ギアを回転させる駆動手段と、前記駆動ギアと相対的に回転可能に構成された第１ギアと、前記第１ギアと前記駆動ギアとの相対的な位置関係を検出する検出系と、前記検出系により検出された、前記第１ギアと前記駆動ギアとの前記相対的な位置関係に基づいて、前記駆動手段により前記駆動ギアを回転させて、前記レンズ保持枠を前記光軸方向に移動させることで前記フランジバック調整を行う制御手段と、を有し、前記レンズ保持枠を、前記第１ギアを回転させることなく、前記フランジバック調整を行った位置とは異なる位置に移動させた状態で動作する動作モードで動作可能であって、前記制御手段は、前記動作モードの終了後に、前記検出系の検出結果に基づいて、前記第１ギアを回転させることなく、前記レンズ保持枠を前記フランジバック調整を行った元の位置に戻すことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮影光学系の一部のレンズ群をフランジバック調整した元の位置に戻すことを簡易な構成で実行することができる撮影光学系および撮像装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
本発明の撮影光学系は、例えばテレビカメラシステム（撮像装置）用のテレビレンズである。撮影光学系は前側（物体側）から順にフォーカスレンズ群、ズームレンズ群、リレーレンズ群（リレーレンズ）を有するズームレンズである。
【００１４】
撮影光学系の一部のレンズ群、例えばリレーレンズ群の一部のレンズ群を光軸方向に移動させることでフランジバック調整又はマクロ撮影を行っている。
【００１５】
そして本発明の撮影光学系は、レンズ群を保持するレンズ保持枠（鏡筒）を係合した駆動ギアと、駆動ギアを回動させるモーター等の駆動手段と、駆動ギアと回転可能（回転摺動）に係合し、相対的に回転する第１ギア（空転ギア）を有している。
【００１６】
フランジバック調整のときにはフランジバック調整ツマミとしての操作系からの回動力で第１ギアを回転させている。
【００１７】
このとき第１ギアと駆動ギアとの相対的な位置関係（相対的角度）を角度検出器（例えばロータリーエンコーダ）等の検出系で検出している。
【００１８】
そして検出系からの検出信号（検出系によって検出された信号）に基づいて制御手段（制御回路）によって駆動手段を駆動させて駆動ギアを回転させ、レンズ保持枠を光軸方向に移動制御している。
【００１９】
又、マクロ撮影のときは、マクロ撮影手段の一部を構成するマクロ撮影用スイッチをＯＮさせる。
【００２０】
制御手段はマクロ撮影に関するマクロ制御信号をマクロ撮影手段の一部を構成するマクロ撮影用コントローラから受ける。そして制御手段は、マクロ制御信号に基づいて駆動手段を駆動させて、レンズ保持枠を光軸方向に移動させている。
【００２１】
そしてマクロ撮影が終了したらマクロ撮影用スイッチをＯＦＦにする。
【００２２】
そうすると、制御手段には、マクロ撮影が終了したとの信号が入力されてくる。制御手段は、このマクロ撮影終了に関するオフセット制御信号に基づいて駆動手段を駆動させてレンズ保持枠をフランジバック調整した元の位置に強制的に移動させている。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明の実施例１の要部概略図である。図８は図１の一部分の模式図である。図３は図１の側面図である。図１、図３において１はリレー光学系の全部又は一部より成るレンズ群である。２は外形に送りネジを有し、レンズ群１を光軸方向に進退させる鏡筒（レンズ保持枠）である。３はレンズ群１を鏡筒２内に固定する押え環である。４は内径に送りネジを有し鏡筒２と係合する鏡筒である。鏡筒４はレンズ本体（不図示）に固定されている。５は鏡筒２に固定され、鏡筒２を回転するためのピンである。６は駆動ギアであり、鏡筒４に設けられた溝部から突出し、鏡筒２に固定されたピン５とキー溝により係合して鏡筒２を駆動させている。
【００２４】
７は駆動ギア６のスラスト方向の移動を規制する押え環である。８は駆動ギア６に回転摺動可能に係合し、駆動ギア６と相対的に回転する空転ギア（第１ギア）である。９は空転ギア８のスラスト方向の移動を規制する押え環である。１０は駆動ギア６と空転ギア８の相対的角度を検出するロータリーエンコーダ等の角度検出器（検出系）である。１１は角度検出器１０を空転ギア８に取付ける取付け部材である。１２は駆動ギア６の回転を角度検出器１０に伝えるギア（伝達ギア）である。１８はフランジバック調整手段の一部を構成するフランジバック調整ツマミであり、ギア１３、１５、１６の軸１４、１７を介して、空転ギア８へ操作力を伝達する。
【００２５】
なお軸１７はフランジバック設定後、不示図のロック機構でロックされ無用に回転しないようになっている。
【００２６】
１９はマクロ撮影用のコントローラ、２０はマクロ撮影を行うか否かのマクロ撮影用スイッチであり、これらはマクロ撮影手段を構成している。２１は各種の動作を制御する制御回路（制御手段）である。図２は図３の断面Ｂ−Ｂの概略図である。
【００２７】
同図において２２は駆動手段としてのモーターであり、取付け部材２３により鏡筒４に固定されている。２４はモーター２２の駆動力を駆動ギア６に伝えるギア（伝達ギア）である。２５はギア、２６は摩擦部材、２７はバネ等の付勢手段、２８はバネの付勢力２７を調整するナット、２９は固定軸である。
【００２８】
ギア２５は摩擦部材２６と付勢手段２７によりブレーキトルクを与えられ、空転ギア８と連結されることで空転ギア８にブレーキトルクを与えている。これにより駆動ギア６の回転により空転ギア８がバックラッシの範囲で回転するのを防止している。
【００２９】
次に本実施例の動作の説明を図４のフローチャートと図１の一部分の要部のみを抽出した模式図８を参照して説明する。まずフランジバック調整について説明する。
【００３０】
フランジバック（Ｆ．Ｂ）調整ツマミ（操作系、フランジバック調整手段）１８を回転操作することで空転ギア（第１ギア）８が回転軸８ａを中心に回転する。
【００３１】
空転ギア８が回転すると空転ギア８上に取付けられた角度検出器１０も軸８ａを中心に遊星回転する（公転する）。
【００３２】
又、角度検出器１０に回転を伝達するギア１２も同時に回転軸１２ａを中心に回転（自転）する。又、ギア１２は駆動ギア６と噛合しているため、軸１２ａを中心に自転しながら駆動ギア６の回りを回転する（公転する）。
【００３３】
このとき角度検出器１０は第１ギア８と駆動ギア６との相対的角度を検出する。角度検出器１０で検出された第１ギア８と駆動ギア６との相対的角度（検出信号）をもとに制御手段２１はモーター（駆動手段）２２を駆動させて伝達ギア２４を介して駆動ギア６を回転させる。そして第１ギア８と駆動ギア６の相対的角度差が所定の値以下になるまで駆動ギア６を回転させる。
【００３４】
駆動ギア６の回転によってレンズ群１を保持している鏡筒２が光軸方向に移動する。所定の値以上であれば、鏡筒２を駆動させる。所定の値以下となればフランジバック調整は終了する。
【００３５】
所定の値が非常に小さいとすれば、第１ギア８と駆動ギア６はあたかも一体のごとく回転し、フランジバック調整ツマミ１８により駆動ギア６を回転したのと同様に作動する。
【００３６】
これによりレンズ群１は光軸方向に進退し、フランジバック調整が可能となる。
【００３７】
次にマクロ撮影用スイッチ（マクロ制御信号の発生手段、マクロデマンド）２０がＯＮの場合、制御回路２１はマクロ撮影用コントローラ１９によるマクロ制御信号の指令値を取得する。
【００３８】
次にこの指令値とレンズ群１の光軸方向の位置を比較し両者が合致するまで、モーター（駆動手段）２２により伝達ギア２４を介して駆動ギア６を回転し、レンズ群１を光軸方向に進退させることでリモートコントローラによってマクロ撮影を可能にする。
【００３９】
この時、駆動ギア６の回転角度の検出も、角度検出器（位置検出器）１０により行われる。
【００４０】
マクロ撮影が終了したら、スイッチ２０を切ると制御回路２１はオフセット制御信号に基づいてモーター２２を駆動させて先のフランジバック調整で行った元の位置にレンズ群１を強制的に移動させる。
【００４１】
以上のように本実施例の撮影光学系ではフランジバック調整の際には、フランジバック調整手段１８からの操作力（回動力）で駆動ギア６に回転可能（回転摺動）に係合している第１ギア８が回動される。
【００４２】
このとき第１ギア８に設けた角度検出器１０によって駆動ギア６と第１ギア８との相対的角度を検出し、角度検出器１０からの信号（検出結果）に基づいて制御手段２１は駆動手段２２に駆動信号を入力する。駆動手段２２は入力されてくる駆動信号に基づいて伝達ギア２４を介して駆動ギア６を回動させている。これによりレンズ保持枠２を光軸方向に駆動させている。
【００４３】
このとき制御手段２１は、角度検出器１０で検出された第１ギア８と駆動ギア６との相対的角度の値が所定の値以下になるまで駆動ギア６を回転させている。
【００４４】
これによってフランジバック調整を行っている。
【００４５】
次にマクロ撮影のときには、マクロ撮影用スイッチがＯＮとする。そしてマクロ撮影用コントローラ１９からのマクロ制御信号に基づいて制御手段１９は駆動手段２２を駆動させて、レンズ保持枠２を光軸方向に進退させる。これによってマクロ撮影を行う。
【００４６】
次にマクロ撮影を終了させるときは、マクロ撮影用スイッチ２０をＯＦＦとする。このとき制御手段２１は、オフセット制御信号に基づいてレンズ保持枠２をフランジバック調整を行ったときの位置に強制的に移動させる。以上によってマクロ撮影を終了させている。
【００４７】
以上のように本実施例によれば、少なくとも１つのマクロ制御信号の発生手段２０と、レンズ群１の光軸方向の位置を検出する位置検出器１０とレンズ群１を駆動する駆動手段２２と、フランジバック調整の操作力入力手段１８を有する。これによりフランジバック調整とリモートコントロールによるマクロ撮影を容易に実現している。
【００４８】
なお図４のフローチャートではフランジバック調整後にマクロ操作を行う順序になっているが、マクロ操作後さらにマクロ効果を持たせるためにフランジバックを操作する使い方や同時操作も可能である。
【実施例２】
【００４９】
図５、図６は本発明の実施例２の要部概略図である。図７は図５の側面図である。図５〜図７において実施例１と同符号は同じ部材を示し、同じ部材の説明は省略する。図６において３０はモーター取付け部材であり空転ギア（第１ギア）８に固定されている。
【００５０】
これによればフランジバック調整の際、モーター２２が空転ギア８と共に光軸周りを回転するので、モーター２２が駆動しなければならない駆動ギア６の回転量は空転ギア８と駆動ギア６の相対角度分だけである。
【００５１】
一方、実施例１で必要なモーターの駆動量は「空転ギア８の回転角度」＋「空転ギア８と駆動ギア６の相対角度分」である。よって実施例２では実施例１に比して、駆動量は小さくなるので追従性の向上や消費電力の低下などの効果がある。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【実施例３】
【００５３】
上記２つの実施例ではマクロ撮影時の例を上げた。本発明は、これに限定されず、外部入力手段からマクロ制御信号の変わりに、例えば赤外光による撮影を行うため一定値の制御信号を制御手段２１に入力しても良い。これによって、制御手段２１は、フランジバック調整で調整したレンズ保持枠２の光軸方向の位置を可変とし、入力信号に基づいて予め設定した光軸上の位置に移動させても良い。これによれば可視光以外（赤外光）の波長に適用した撮影レンズとして切換えることも可能である。
【００５４】
以上のように各実施例によれば、マクロ撮影とフランジバック調整を「フランジバック制御信号発生手段」と「フランジバック制御信号とマクロ制御信号との切換え手段あるいは加算手段」を用いずに行うことができ回路を簡素化することができる。
【００５５】
フランジバック制御信号が不要となるので温度変化によるフランジバックのズレが発生しないので、フランジバックのズレを補償する回路が不要となる。
【００５６】
フランジバック調整の機械的移動量はズームレンズの機種ごとに異なる。このため、従来は機種ごとにフランジバック制御信号発生手段の全域（ポテンションメータの指令信号の上限と下限）とリレーレンズの移動範囲を合致させるための調整が必要であった。これに対し本発明ではリレーレンズの移動量はフランジバックツマミの機械的範囲で決まるので調整が不要となる。
【００５７】
よって各回路や調整工程が不要となり、装置全体を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例１の要部断面図（図３のＡ−Ａ断面図）
【図２】本発明の実施例１の要部断面図（図３のＢ−Ｂ断面図）
【図３】本発明の実施例１の側面図
【図４】本発明の実施例１の動作を示すフローチャート
【図５】本発明の実施例２の要部断面図（図７のＣ−Ｃ断面図）
【図６】本発明の実施例２の要部断面図（図７のＤ−Ｄ断面図）
【図７】本発明の実施例２の側面図
【図８】図１の一部分の模式図
【符号の説明】
【００５９】
１  レンズ群
２  鏡筒
４  鏡筒
５  ピン
６  駆動ギア
８  空転ギア（第１ギア）
１０  角度検出器
１１  取付け部材
１２  ギア（伝達ギア）
１３  ギア
１４  軸
１５  ギア
１６  ギア
１７  軸
１８  フランジバック調整ツマミ（フランジバック調整手段）
１９  マクロデマンド（マクロ撮影用コントローラ）
２０  スイッチ
２１  制御回路
２２  モーター
２３  取付け部材
２４  ギア（伝達ギア）
２５  ギア
２６  摩擦部材
２７  付勢手段
３０  取付け部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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