(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒内に配置された第１移動レンズと第２移動レンズを連動させて光軸方向に移動させるレンズ駆動装置において、
前記第１移動レンズのレンズ枠に設けられたカムフォロアーと係合するカム溝を有する第１円筒カムと、
前記第２移動レンズのレンズ枠に設けられたカムフォロアーと係合するカム溝を有する第２円筒カムと、
前記第１円筒カム及び第２円筒カムを一体的に回動させ、前記第１円筒カム及び第２円筒カムの各カム溝のカム曲線に基づいて前記第１移動レンズ及び第２移動レンズを移動させる円筒カム回動手段と、
前記第１円筒カム及び第２円筒カムの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記第１円筒カムを該第１円筒カムの回転軸方向に直線移動させる第１円筒カム移動手段と、
前記第２円筒カムを該第２円筒カムの回転軸方向に直線移動させる第２円筒カム移動手段と、
前記回転角度検出手段によって検出した前記第１円筒カム及び第２円筒カムの回転角度に基づいて、前記第１円筒カム及び第２円筒カムをそれぞれ前記第１円筒カム移動手段及び前記第２円筒カム移動手段によって所定量移動させ、前記第１円筒カム及び前記第２円筒カムのカム溝のカム曲線を補正する制御手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記第１円筒カム及び第２円筒カムは、同一の回転軸に設けられると共に、該回転軸に対して回転を規制された状態で直線移動可能に支持され、
前記円筒カム回動手段は、モータによって前記回転軸を回動させ、前記第１円筒カム移動手段及び第２円筒カム移動手段は、それぞれ第１リニアモータ及び第２リニアモータによって前記第１円筒カム及び第２円筒カムを前記回転軸に沿った方向に直線移動させることを特徴とする請求項１のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記第１円筒カム及び第２円筒カムのカム溝のカム曲線が直線であり、前記制御手段は、前記第１円筒カムのカム溝と前記第２円筒カムのカム溝の各々の目的とするカム曲線と直線のカム曲線との差分量に従って第１円筒カム及び第２円筒カムを回転軸方向に移動させることを特徴とする請求項１又は２のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ駆動装置に係り、特にテレビカメラレンズのズームレンズを光軸に沿って前後移動させるレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビカメラレンズのズームレンズは、バリエータレンズとコンペンセータレンズとで構成されている。これらのレンズは、各々レンズ枠に保持されており、このレンズ枠に突設されたカムフォロアーが、円筒カムのカム溝に係合されている。円筒カムをモータで回動すると、前記カム溝のカム曲線に従ってバリエータレンズ及びコンペンセータレンズが光軸に沿って前後移動する。これにより、バリエータレンズの移動で焦点距離（倍率）が可変され、バリエータレンズの移動で生じたピントのずれがコンペンセータレンズの移動で補正される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように円筒カムによってバリエータレンズ及びコンペーセータレンズを駆動する場合には、これらのレンズの移動位置は、レンズ装置の設計段階で決定される。このことは、上記バリエータレンズ及びコンペンセータレンズの駆動装置に限らず、任意の移動レンズを円筒カムによって駆動する場合にも同様である。
【０００４】
従って、従来のレンズ駆動装置は、レンズ装置を製作した後にレンズの製作誤差や操作性の面から円筒カムのカム曲線を補正、変更したい場合にも、カム曲線を補正、変更することはできず、また、ユーザが独自のカム曲線を設定することもできないという欠点がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カメラの移動レンズを駆動する円筒カムのカム曲線をプログラムにより補正、変更できるようにすると共に、ユーザごとに所望のカム曲線を設定することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、レンズ鏡筒内に配置された第１移動レンズと第２移動レンズを連動させて光軸方向に移動させるレンズ駆動装置において、前記第１移動レンズのレンズ枠に設けられたカムフォロアーと係合するカム溝を有する第１円筒カムと、前記第２移動レンズのレンズ枠に設けられたカムフォロアーと係合するカム溝を有する第２円筒カムと、前記第１円筒カム及び第２円筒カムを一体的に回動させ、前記第１円筒カム及び第２円筒カムの各カム溝のカム曲線に基づいて前記第１移動レンズ及び第２移動レンズを移動させる円筒カム回動手段と、前記第１円筒カム及び第２円筒カムの回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記第１円筒カムを該第１円筒カムの回転軸方向に直線移動させる第１円筒カム移動手段と、前記第２円筒カムを該第２円筒カムの回転軸方向に直線移動させる第２円筒カム移動手段と、前記回転角度検出手段によって検出した前記第１円筒カム及び第２円筒カムの回転角度に基づいて、前記第１円筒カム及び第２円筒カムをそれぞれ前記第１円筒カム移動手段及び前記第２円筒カム移動手段によって所定量移動させ、前記第１円筒カム及び前記第２円筒カムのカム溝のカム曲線を補正する制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、第１円筒カム及び第２円筒カムを回動させるとともに、第１円筒カム及び第２円筒カムの回転角度に基づいて第１円筒カム及び第２円筒カムを回転軸方向に所定量移動させ、第１円筒カム及び第２円筒カムのカム溝によって得られるカム曲線を所望のカム曲線に補正する。これにより第１円筒カム及び第２円筒カムのカム溝に補正、変更を加えることができ、また、ユーザごとに所望のカム曲線を設定することができるようになり、所望のカム曲線で移動レンズを駆動することができる。
【０００７】
【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駆動装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は本発明に係るレンズ駆動装置が適用されたテレビカメラレンズの断面図である。同図に示すテレビカメラレンズは、レンズ鏡筒１０内に撮影光軸１２の前方（図中左側）からフォーカスレンズ群１４、バリエータレンズ群１６、コンペンセータレンズ群１８、及びリレーレンズ群２０が順に配設されている。そして、これらのレンズ群１４、１６、１８、２０を通過した被写体光はＣＣＤ２２に結像される。
【０００８】
前記フォーカスレンズ群１４はレンズ枠１５に保持され、レンズ枠１５はレンズ鏡筒１０の内面にヘイコイドを介して噛合される。前記レンズ枠１５の後部外周面にはギア２３が形成され、このギア２３は、フォーカスモータ２４の出力軸に設けられたギア２５に噛合されている。したがって、フォーカスモータ２４でレンズ枠１５を回転させると、前記ヘリコイドの作用によりフォーカスレンズ群１４が撮影光軸１２に沿って前後移動する。これにより、フォーカス調整が行われる。
【０００９】
前記バリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８は、本実施の形態のレンズ駆動装置で移動される移動レンズであり、それぞれ円筒カム２６、２８が回動することにより円筒カム２６、２８のカム溝２６Ａ、２６Ｂの作用で撮影光軸に沿って互いに近づく方向、及び互いに離れる方向に移動する。これにより、倍率調整が行われる。
【００１０】
図２は、上記バリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８に適用されたレンズ駆動装置の構成を示すた要部拡大図である。同図に示すようにバリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８はそれぞれレンズ枠１６Ａ、１８Ａに保持される。そして、レンズ枠１６Ａ、１８Ａには、カムフォロアーであるピン１６Ｂ、１８Ｂが突設され、ピン１６Ｂ、１８Ｂは、それぞれ円筒カム２６、２８に形成されたカム溝２６Ａ、２８Ａに係合される。
【００１１】
前記円筒カム２６、２８は、中心軸に沿って挿通された駆動軸３０に、周方向の回転が規制された状態で、かつ、駆動軸３０に沿ってスライド移動可能に取り付けられている。
ここで、駆動軸３０に対する円筒カム２６、２８の取付構造について図３を参照しながら説明する。図３は、円筒カム２６の端部の構成図である。尚、円筒カム２８の端部についても図３と同様に構成されているので、ここでは円筒カム２６について説明し、円筒カム２８については説明を省略する。
【００１２】
図３に示すように円筒カム２６の内部には、貫通孔２６Ｂが形成され、この貫通孔２６Ｂに駆動軸３０が隙間をもって挿通される。また、円筒カム２６の内部には、３ヵ所の凸部２６Ｃと３ヵ所の凹部２６Ｄとが交互に形成されており、これらの凹部２６Ｄに、円筒カム２６を駆動軸３０に支持させるローラ３２が各々取り付けられている。これにより、円筒カム２６は、３つのローラ３２によって駆動軸３０と同軸上に支持される。
【００１３】
また、前記ローラ３２の転動面は、駆動軸３０の外周面に駆動軸３０の軸方向に沿って形成された平坦面３０Ａ、３０Ａ、３０Ａに当接支持されている。これにより、駆動軸３０に対する円筒カム２６の周方向の回転が前記ローラ３２と平坦面３０Ａとで規制されるので、円筒カム２６は、駆動軸３０と一体に回転する。また、ローラ３２は平坦面３０Ａに沿って走行移動自在なので、円筒カム２６は、駆動軸３０に沿ってスライド移動することができる。尚、前記ローラ３２は凸部２６Ｃの側面にネジ３３で固定される。
【００１４】
ところで、図２に示すように円筒カム２６、２８の外周面には、カム溝２６Ａ、２８Ａの他にガイド溝２６Ｅ、２８Ｅが形成されている。前記カム溝２６Ａ、２８Ａは後述するように直線状のカム曲線（尚、本実施の形態ではカム曲線は、円筒カム２６、２８の回転角度に対するピン１６Ｂ、１８Ｂの変位量を示す曲線或いは直線を示す。）で形成され、円筒カム２６、２８の回転角度に比例した距離だけバリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８が撮影光軸１２の方向に移動するようになっている。
【００１５】
上記ガイド溝２６Ｅ、２８Ｅには、同図に示すようにピン３４、３６の先端に設置されたローラ３４Ａ、３６Ａが嵌合される。ピン３４、３６はレンズ鏡筒１０に固定されたリニアモータ３８、４０の駆動軸３８Ａ、４０Ａに固定される。リニアモータ３８、４０は、駆動軸３８Ａ、４０Ａを撮影光軸１２に沿った前後方向（同図左右方向）に進退移動させ、上記ローラ３４Ａ、３６Ａを撮影光軸１２の方向に移動させる。
【００１６】
従って、リニアモータ３８、４０により駆動軸３８Ａ、４０Ａが進退移動すると、これに連動してローラ３４Ａ、３６Ａが円筒カム２６、２８のガイド溝２６Ｅ、２８Ｅを押して、円筒カム２６、２８を駆動軸３０に沿ってスライド移動させる。
これにより、バリエータレンズ群１６、コンペンセータレンズ群１８が撮影光軸１０に沿って移動する。従って、上記リニアモータ３８、４０により駆動軸３８Ａ、４０Ａが進退移動させることにより、上記カム溝２６Ａ、２８Ａの作用によるバリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８の移動量を補正することができる。即ち、カム溝２６Ａ、２８Ａのカム曲線を補正することができる。尚、このリニアモータ３８、４０によるカム曲線の補正については後述する。
【００１７】
上記駆動軸３０は、レンズ鏡筒１０に固定された軸受４２、４２に回動自在に支持される。そして、駆動軸３０にはプーリ４４が固定され、このプーリ４４は、ズームモータ４６の回転軸４６Ａに固定されたプーリ４８にベルト５０を介して連結される。したがって、ズームモータ４６でプーリ４８を回転すると、その回転力がベルト５０、及びプーリ４４を介して駆動軸３０に伝達され、駆動軸３０が回転し、円筒カム２６、２８が回転する。これにより、バリエータレンズ群１６、コンペンセータレンズ群１８が撮影光軸１２の方向に移動する。
【００１８】
前記駆動軸３０にはギア５１が固着され、このギア５１はポテンショメータ５２の回転軸に固着されたギア５２Ａに噛合される。これにより、駆動軸３０の回転がポテンショメータ５２の回転軸に伝達し、駆動軸３０の回転角度がポテンショメータ５２によって検出される。
以上の如く構成されたレンズ駆動装置の作用について説明する。図４（Ａ）、図５（Ａ）はそれぞれ、円筒カム２６、２８のカム溝２６Ａ、２８Ａの展開図（カム溝２６Ａ、２８Ａのカム曲線）と、そのカム溝２６Ａ、２８Ａのカム曲線をリニアモータ３８、４０によって補正した場合のカム曲線（補正カム曲線）を示した図である。また、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）はそれぞれ、上記補正カム曲線を得るためのリニアモータ３８、４０の駆動軸３８Ａ、４０Ａの基準位置からの移動量（伸縮量）を円筒カム２６、２８の回転角度に対して示した図である。
【００１９】
図４（Ａ）、図５（Ａ）の破線で示すように、円筒カム２６、２８のカム溝２６Ａ、２８Ａは、ストレートに形成されている。即ち、ズームモータ４６が回転し、円筒カム２６、２８が回転すると、円筒カム２６、２８の回転角度に比例してピン１６Ｂ、１８Ｂがテレ端からワイド端まで移動する。
これに対して、図４（Ａ）、図５（Ａ）の実線で示すような補正カム曲線でピン１６Ｂ、１８Ｂ（バリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８）を移動させる場合、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）に示すように円筒カム２６、２８の各回転角度位置においてカム溝２６Ａ、２８Ａによるカム曲線と補正カム曲線との差分をリニアモータ３８、４０の駆動軸３８Ａ、４０Ａの移動によって補正する。これにより、図４（Ａ）、図５（Ａ）の実線で示す補正カム曲線が得られる。
【００２０】
実際に、上記バリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８を上記補正カム曲線で移動させる場合には、リニアモータ３８、４０の駆動を制御する制御部は、予め、この補正カム曲線の形状を把握する。例えば、この補正カム曲線の形状は、出荷時に設定するようにしてもよいし、ユーザが任意に設定できるようにしてもよい。また、複数の補正カム曲線の候補を記録したメモリからユーザによって選択された補正カム曲線を読み出すようにしてもよい。
【００２１】
そして、制御部は、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）に示したように円筒カム２６、２８の各回転角度位置におけるリニアモータ３８、４０の駆動軸３８Ａ、４０Ａの移動量をカム溝２６Ａ、２８Ａによるカム曲線と補正カム曲線との差分から求める。そして、ズーム操作が行われた場合に、ズームモータ４８による円筒カム２６、２８の回転角度をポテンショメータ５２によって検出し、各回転角度においてリニアモータ３８、４０の駆動軸３８Ａ、４０Ａを上記求めた移動量だけ移動させる。これにより、バリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８を所望のカム曲線によって駆動することができる。
【００２２】
以上のように、円筒カム２６、２８の回動によってバリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８を撮影光軸１２の方向に移動させる機構と、プログラム動作によって円筒カム２６、２８をスライド移動させる機構により、所望のカム曲線でバリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８を駆動することができる。従って、レンズ装置を製作したのちに円筒カム２６、２８のカム曲線を補正、変更することができ、また、ユーザ毎に所望のカム曲線を設定して、設定したカム曲線でバリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８を駆動することができる。
【００２３】
尚、上記実施の形態では、円筒カム２６、２８のカム溝２６Ａ、２８Ａをカム曲線が直線となるように形成したが、カム溝２６Ａ、２８Ａはカム曲線が直線となるように形成する必要はなく、任意の形状に形成することができる。
また、上記実施の形態では、円筒カム２６、２８をリニアモータ３８、４０によってスライド移動させるようにしたが、円筒カム２６、２８をスライド移動させる機構はこれに限らず回転モータ等によっても構成するこができる。
【００２４】
また、上記レンズ駆動装置は、バリエータレンズ群１６及びコンペンセータレンズ群１８に適用したが、これに限らず、任意の移動レンズの駆動装置として適用できる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、円筒カムを回動させるとともに、円筒カムの回転角度に基づいて円筒カムを回転軸方向に所定量移動させ、円筒カムのカム溝によって得られるカム曲線を補正する。これにより、所望のカム曲線で移動レンズを駆動することができる。従って、レンズ装置の製作後に制御手段のプログラムのパラメータを変更するだけでだけでカム曲線を補正、変更することができ、また、ユーザごとに所望のカム曲線を設定する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駆動装置が適用されたカメラのズームレンズ装置の断面図である。
【図２】図２は、バリエータレンズ群及びコンペンセータレンズに適用されたレンズ駆動装置の構成を示した要部拡大図である。
【図３】図３は、円筒カムの両側端部の構成を示した構成図である。
【図４】図４（Ａ）は、バリエータレンズ用の円筒カムのカム溝のカム曲線及びその補正カム曲線を示した説明図であり、図４（Ｂ）は補正カム曲線を得るための補正量を示した説明図である。
【図５】図５（Ａ）は、コンペンセータレンズ用の円筒カムのカム溝のカム曲線及びその補正カム曲線を示した説明図であり、図５（Ｂ）は補正カム曲線を得るための補正量を示した説明図である。
【符号の説明】
１０…レンズ鏡筒
１２…撮影光軸
１４…フォーカスレンズ群
１６…バリエータレンズ群
１８…コンペンセータレンズ群
１６Ｂ、１８Ｂ…ピン
２０…リレーレンズ群
２６、２８…円筒カム
２６Ａ、２８Ａ…カム溝
２６Ｅ、２８Ｅ…ガイド溝
３０…駆動軸
３８、４０…リニアモータ
４６…ズームモータ
５２…ポテンショメータ
【図１】
0003844154.tif 000002
【図２】
0003844154.tif 000003
【図３】
0003844154.tif 000004
【図４】
0003844154.tif 000005
【図５】
0003844154.tif 000006