(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズ及びフォーカスレンズを備え、前記ズームレンズが手動により移動されるレンズ装置において、
手動操作される一軸二操作式の操作棒であって、押し引き操作によって前記ズームレンズを手動で移動させるための操作棒と、
前記ズームレンズを電動で移動させるためのモータと、
前記操作棒及び前記モータにより発生した動力を差動歯車機構を介して前記ズームレンズに伝達する動力伝達手段と、
前記フォーカスレンズが移動されると、前記モータを駆動して前記フォーカスレンズの移動による画角変動を防止する位置に前記ズームレンズを移動させる制御手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ装置。
【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、特にフォーカスレンズの移動に伴う画角変動をズームレンズにより補正するレンズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ等に使用されるレンズ装置において、フォーカスレンズを移動させてフォーカス操作を行うと、あたかもズーム操作を行ったかのように画角が変動するという現象がある。このような現象はポンピング現象と呼ばれている。
従来、このようなポンピング現象を防止するために、フォーカス調整が行われた場合には、ズームレンズの位置を自動で調整して画角変動を防止するようにしたポンピング補正機能搭載のレンズ装置（特開平６−２５００７１号公報）が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようなポンピング補正の機能は、電動でズームレンズを駆動するいわゆるサーボ式のレンズ装置にしか採用することができなかった。即ち、一軸二操作式のように手動でレンズを駆動するものではモータが搭載されていないため、自動でズームレンズの位置を調整してポンピング補正を行うということはできなかった。
【０００４】
また、従来、ポンピング補正とは関係なく、１台のレンズ装置に手動と電動の両方のレンズ駆動機構を搭載して、一軸二操作式とサーボ式のいずれでもレンズ操作を行えるようにしたレンズ装置が提案されている（例えば、実公昭６０−２７３６６号公報）。しかしながら、このようなレンズ装置では、予め手動と電動のいずれか一方のレンズ駆動機構のみを有効に作動させるようにしているため、手動でレンズを駆動している場合においては電動のモータは有効に作動せず上述の場合と同様に手動でレンズ操作しているときにポンピング補正を行うことはできなかった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、手動でレンズ操作を行う場合においてもポンピング補正を行うことができるレンズ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【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、ズームレンズ及びフォーカスレンズを備え、前記ズームレンズが手動により移動されるレンズ装置において、手動操作される一軸二操作式の操作棒であって、押し引き操作によって前記ズームレンズを手動で移動させるための操作棒と、前記ズームレンズを電動で移動させるためのモータと、前記操作棒及び前記モータにより発生した動力を差動歯車機構を介して前記ズームレンズに伝達する動力伝達手段と、前記フォーカスレンズが移動されると、前記モータを駆動して前記フォーカスレンズの移動による画角変動を防止する位置に前記ズームレンズを移動させる制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、手動操作されるズーム操作部材の動力とモータの動力のいずれでもズームレンズを駆動できるようにし、フォーカスレンズが移動された場合には、モータを駆動してズームレンズを移動させて画角変動を防止するようにしたため、手動でレンズ操作を行う場合においてもポンピング補正を行うことができるようになる。
【０００８】
【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を詳述する。
図１のテレビカメラシステム１に示すように、本発明に係るレンズ装置２は、一軸二操作式の操作棒５を押し引き操作又は回動操作することによって手動でフォーカス操作及びズーム操作を行うようにしたもので、このレンズ装置２は、雲台３に支持されたテレビカメラ４の正面側に装着される。レンズ装置２の操作棒５は、テレビカメラ４に形成された操作棒挿通孔４Ａを貫通してテレビカメラ４の背面側に突出される。従って、カメラマンは、テレビカメラ４のビューファインダ６に映る映像を見ながら、操作棒５の指掛部７を把持して操作棒５を押し引き操作することでズーム操作を行うことができ、指掛部７を回転操作し、操作棒５を回転させることでフォーカス操作を行うことができる。
【０００９】
また、本発明に係るレンズ装置２には、操作棒５の回転操作によってフォーカス操作されると、フォーカスレンズの移動に伴う画角変動を防止すべくズームレンズの位置を自動で調整するポンピング補正機能が搭載されている。
図２は、本発明に係るレンズ装置のレンズ駆動機構を示した全体構成図である。レンズ装置２の撮影光学系には、被写体側からフォーカスレンズ（群）１２、バリエータレンズ（群）１４、コンペンセータレンズ（群）１５、マスターレンズ（群）１８等が順に配置されている。尚、バリエータレンズ１４とコンペンセータレンズ１５とでズームレンズ１６が構成されている。
【００１０】
フォーカスレンズ１２とズームレンズ１６は、上述のように操作棒５の押し引き操作及び回動操作によって駆動されるようになっており、その操作棒５は、軸受け（図示せず）によって回動自在に支持された中空軸２０の内部に嵌入される。操作棒５の先端にはピン５Ａが設けられ、このピン５Ａは、中空軸２０の長手方向に形成された直線キー溝孔２０Ａを挿通し、中空軸２０に嵌装された移動枠２２の周方向の溝２２Ａに係合される。従って、操作棒５の押し引き操作に連動して移動枠２２Ａが中空軸２０の軸方向に移動し、操作棒５の回動操作に連動して中空軸２０が回動するようになっている。
【００１１】
ここで、まず、操作棒５の回動操作をフォーカスレンズ１２の駆動力として伝達する動力伝達機構について説明すると、上記中空軸２０の一端外周には、プーリ２４が設けられ、このプーリ２４と送りネジ２６の一端に設けられたプーリ２８との間にベルト３０が掛け渡される。送りネジ２６には、上記フォーカスレンズ１２のレンズ枠１２Ａが螺合され、送りネジ２６が回動されると、フォーカスレンズ１２が光軸方向に前後動するようになっている。従って、上述のように操作棒５が回動操作されて中空軸２０が回動されると、ベルト３０を介して送りネジ２６が回動され、フォーカスレンズ１２が光軸方向に移動される。これにより、レンズ装置２のフォーカス調整が行われる。尚、送りネジ２６には、送りネジ２６の回転位置を検出するポテンショメータ３２が設置され、このポテンショメータの出力信号によってフォーカスレンズ１２の位置（フォーカス位置）を検出できるようになっている。
【００１２】
一方、操作棒５の押し引き操作をズームレンズ１６の駆動力として伝達する動力伝達機構について説明すると、中空軸２０に嵌装された上記移動枠２２にはワイヤ３４の一部が固着される。ワイヤ３４の両端は、一方端に対して他方端が逆巻きとなるように回動自在のローラ３６に巻き付けられる。尚、符号３８はワイヤ３４を案内する案内ローラである。従って、上述のように操作棒５が押し引き操作されて、移動枠２２が中空軸２０の軸方向に移動すると、ワイヤ３４を介してローラ３６が回動される。
【００１３】
上記ローラ３６には、後述の差動歯車機構４０を介してプーリ４２が連結され、このプーリ４２と、カム筒４４の一端に設けられたプーリ４６との間にベルト４８が掛け渡される。従って、上述のように操作棒５が押し引き操作されてローラ３６が回動すると、その駆動力が差動歯車機構４０、プーリ４２、ベルト４８及びプーリ４６を介してカム筒４４に伝達され、カム筒４４が回動される。
【００１４】
カム筒４４には、ズームレンズ１６のバリエータレンズ１４とコンペンセータレンズ１５の位置関係を規制するカム溝４４Ａ、４４Ｂが形成され、各カム溝４４Ａ、４４Ｂにバリエータレンズ１４のレンズ枠に突設されたカムピン１４Ａとコンペンセータレンズ１５のレンズ枠に突設されたカムピン１５Ａが係合される。従って、上述のようにカム筒４４が回動されると、バリエータレンズ１４及びコンペンセータレンズ１５がカム溝４４Ａ、４４Ｂに規制されて光軸方向に移動される。
【００１５】
これにより、操作棒５が押し引き操作されると、ズームレンズ１６が駆動され、レンズ装置２のズーム調整が行われる。尚、カム筒４４には、カム筒４４の回転位置を検出するポテンショメータ５０が設置され、このポテンショメータ５０の出力信号によってズームレンズ１６の位置（ズーム位置）を検出できるようになっている。
【００１６】
ところで、上記差動歯車機構４０には、ポンピング補正を行うためのモータ５２が設置される。フォーカスレンズ１２に位置が移動した場合には、このモータ５２が駆動され、フォーカスレンズ１２の移動に伴う画角変動を防止するズーム位置にズームレンズ１６が自動で移動されるようになっている。図３は、差動歯車機構４０及びその周辺部の構成を示した拡大図である。同図に示すように、差動歯車機構４０は、左右一対の傘歯車６０、６２と、これらの傘歯車６０、６２間に配置される差動小歯車６４、６６とを備え、これらの歯車はギアボックス６８内に収容されている。上記ワイヤ３４によって回動されるローラ３６（図２参照）は左側の差動歯車６０に軸７０により連結され、上記ベルト４８が張架されるプーリ４２（図２参照）は右側の差動歯車６２に軸７２により連結される。従って、上述のように操作棒５が押し引き操作されてローラ３６が回動した場合には、これと連動してプーリ４２が回動し、ベルト４８を介して上記カム筒４４にその駆動力が伝達される。尚、後述するようにポンピング補正実行時以外では、ギアボックス６８は、モータ５２の負荷によって回転が規制され、固定されるようになっている。
【００１７】
一方、ギアボックス６８の外周部にはギア６８Ａが形成され、このギア６８Ａに上記モータ５２の出力軸５２Ａに設置されたギア７４が噛合される。従って、モータ５２が駆動されると、ギアボックス６８が軸７０、７２を中心に回動し、プーリ４２が回動する（尚、プーリ３６は、カメラマンが操作棒５を把持していることで固定される）。プーリ４２が回動すると、カム筒４４が回動し、ズームレンズ１６が移動される。
【００１８】
このモータ５２の駆動は、フォーカスレンズ１２が駆動されたときに同時に行われ、操作棒５の回動操作によってフォーカスレンズ１２が移動されると、それによって生じる画角変動を防止する位置にズームレンズ１６が自動で移動される。これにより、ポンピング現象の発生が防止される。尚、ギアボックス６８の外周部にギア６８Ｂが形成され、このギア６８Ｂと噛合されるギア７６を介してポテンショメータ７８が設置される。このポテンショメータ７８の出力信号により、ポンピング補正量が検出されるようになっている。
【００１９】
このように差動歯車機構４０に設置されたモータ５２は、図２に示すモータ制御部１００の制御によって駆動される。モータ制御部１００は、上記送りネジ２６に設置されたポテンショメータ３２の出力信号からフォーカスレンズ１２の位置（フォーカス位置）を検出すると共に、カム筒４４に設置されたポテンショメータ５０の出力信号からズームレンズ１６の位置（ズーム位置）を検出する。そして、フォーカスレンズ１２が駆動されてフォーカス位置が変化したことを検出すると、ポテンショメータ３２、７８によって検出されるフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、モータ５２を駆動し、画角変動を防止する位置にズームレンズ１６を移動させる。これにより、フォーカスレンズ１２の移動に伴う画角変動が防止される。尚、モータ制御部１００には、フォーカス位置の変化に対して画角の変動を防止するズーム位置、即ち、画角が一定となるズーム位置の情報が予め与えられる。
【００２０】
一方、フォーカスレンズ１２が静止している状態においては、モータ制御部１００は、モータ５２の電圧入力端子を短絡し、モータ５２の出力軸５２Ａに負荷を与えギアボックス６８の回動を規制する。これにより、操作棒５によるズーム操作が有効となる。
また、モータ制御部１００は、差動歯車機構４０のギアボックス６８に設置されたポテンショメータ７８の出力信号から、上記ポンピング補正によりギアボックス６８を回転させた量（ポンピング補正量）を監視する。これにより、ポンピング補正を解除するときにギアボックス６８を所定の基準位置に復帰させる。
【００２１】
以上のように、操作棒５によって操作されるズームレンズ１６をモータ５２によっても駆動できるようにし、フォーカスレンズ１２が駆動されたときには、モータ５２によってズームレンズ１６を移動させることで、一軸二操作式によって手動でズームレンズ１６を操作している場合においても、ポンピング補正を行うことができるようになる。
【００２２】
尚、上記実施の形態では、一軸二操作式によってフォーカス操作及びズーム操作を行うレンズ装置について説明したが、一軸二操作式でない他の方式の手動操作によってフォーカス操作及びズーム操作を行うレンズ装置についても上記実施の形態と同様に本発明を適用することができる。
また、上記実施の形態では、フォーカス操作がされていない場合には、モータ５２を短絡して差動歯車機構４０のギアボックス６８の回動を規制するようにしたが、これに限らず、ギアボックス６８の回動を規制する手段（ブレーキ等）を別に設けてもよい。
【００２３】
また、上記実施の形態では、操作棒５の押し引き操作による手動の動力と、モータ５２の動力とを差動歯車機構４０を用いてズームレンズ１６に伝達するようにしたが、差動歯車機構４０ではなくクラッチ等の他の手段を用いて手動とモータ５２の動力をズームレンズ１６に伝達するようにしてもよい。例えば、ズームレンズ１６に対して手動とモータ５２の動力伝達をクラッチによって切り離せるようにし、フォーカス操作されていないときには、モータ５２の動力伝達を切り離して手動によりズーム操作を行えるようにし、フォーカス操作されているときには、手動の動力伝達を切り離してモータ５２によりポンピング補正を行えるようにする。
【００２４】
また、上記実施の形態では、テレビカメラ用のレンズ装置について説明したが、特にテレビカメラに限定されない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ装置によれば、手動操作されるズーム操作部材の動力とモータの動力のいずれでもズームレンズを駆動できるようにし、フォーカスレンズが移動された場合には、モータを駆動してズームレンズを移動させて画角変動を防止するようにしたため、手動でレンズ操作を行う場合においてもポンピング補正を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズ装置が適用されるテレビカメラシステムの全体構成を示した図である。
【図２】図２は、本発明に係るレンズ装置のレンズ駆動機構を示した全体構成図である。
【図３】図３は、差動歯車機構の構成を示した図である。
【符号の説明】
２…レンズ装置
５…操作棒
１２…フォーカスレンズ
１６…ズームレンズ
３６…ローラ
４０…差動歯車機構
４２…プーリ
５２…モータ
１００…モータ制御部
【図１】
0004072660.tif 000002
【図２】
0004072660.tif 000003
【図３】
0004072660.tif 000004