JP2004012541A - Optical device, optical device driving unit and camera system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラ、ビデオカメラ等の光学装置に用いられるレンズ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、TV用レンズにおける、ズームレンズのサーボ・モードとマニュアル・モードの切り替えにおいて、手動による切り替えを廃止するために、特開平11−344660号公報にて提案されているように、電気的に接続の切り替え(ON/OFF)ができる電磁クラッチに代表される切り替え機構を用いるものがある。
【0003】
また、サーボ・モードにおいて、ズームレンズをサーボ駆動するために操作されるズーム操作部材の操作量に応じて出力されるズームコントロール信号をもとに、空回り等、駆動に弊害が及ばないような電磁クラッチの接続トルクを演算し、その接続トルクにて電磁クラッチを接続し、ズームレンズをサーボ駆動するものもある。そして、ズームコントロール信号が、あるしきい値以下の場合は電磁クラッチを接続しないようにして、ズームレンズのマニュアル操作を可能とし、手動によるサーボモードとマニュアルモードの切り換えを廃止している。
【0004】
ここで、図7を用いて上記機能を有するズームレンズ装置について説明する。図7において、101は撮影レンズ、101aは撮影レンズ101に設けられたズーム駆動リング、2はズームレンズのワイド端とテレ端との間の移動に連動し、その位置に応じた信号を出力するズーム位置検出器、3はズーム位置検出器2の回転軸に取り付けられ、撮影レンズ本体1におけるズーム駆動リング1aにかみ合い、その回転に連動して回転するアイドラギアである。
【0005】
4はズーム位置検出器2から出力されるズーム位置アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器、5は電磁クラッチに代表される電気的に接続のON/OFFができ、且つ入力される信号に応じて接続時のトルク(接続トルク)を可変できる接続機構、6は撮影レンズ本体1におけるズーム駆動リング1aにかみ合い、後述する駆動用モータ7に連動して回転するアイドラギア、7はズームを駆動する駆動用モータ、8は駆動用モータ7を駆動する駆動回路である。
【0006】
9は後述するCPU14から出力されるディジタル駆動信号をアナログ駆動信号に変換し、駆動回路8に出力するD/A変換器、10はズーム操作部材11から出力されるズームコントロール用アナログ信号を、ディジタル信号に変換するA/D変換器、11はズーム駆動するために、外部よりコントロール信号を出力するズーム操作ユニット(デマンド等)、12は後述するD/A変換器13を介して、CPU14から入力される接続トルクコントロール信号により接続機構5での接続のON/OFFおよび接続トルクを可変する接続トルクコントロール回路、13は後述するCPU14から出力されるディジタルの接続トルクコントロール信号を、アナログ信号に変換し、接続トルクコントロール回路12に出力する、D/A変換器、14はこのズームレンズ装置の制御を司るCPUである。
【0007】
ズーム操作ユニット11を操作すると、その操作量に応じたコントロール信号が出力され、このコントロール信号はA/D変換器10を介してCPU14に入力される。そしてコントロール信号が、あるしきい値を越えていた場合、CPU14は、サーボモードと判断する。CPU14では、入力されたコントロール信号を駆動信号に変換し、D/A変換器9に出力する。D/A変換器9では、駆動信号をアナログ信号に変換し、そのアナログ信号により駆動回路8が駆動用モータ7を駆動する。
【0008】
また、CPU14は、接続機構5を接続するため、入力されたズームコントロール信号に基づいて接続トルクを演算し、演算結果をD/A変換器13を介して接続トルクコントロール回路12に出力し、接続機構5をその演算された接続トルクで接続する。
【0009】
ここで、どの程度の接続トルクで接続機構5を接続するかを求める、駆動信号をパラメータとし、その値をXとする。
【0010】
また、求められたXと基準となる接続トルク最小値であるaとにより、目標接続トルクY’を、
Y’=a+bX
とする。
【0011】
接続機構5は、入力されたコントロール信号に応じて、その接続トルクを可変できるものであり、入力信号が上がるにつれて接続トルクも高くなる。ここでは、接続トルクYを一次式で演算する場合について説明したが、二次式あるいは他の多項式により演算してもよい。
【0012】
上記aは、前述したズーム操作ユニット11からのコントロール信号がしきい値であるときの駆動信号、つまりズームレンズがサーボ駆動できる最小のズームコントロール信号から算出された駆動信号で駆動するときに、空転、停止せず、駆動できる接続トルク最小値である。なお、ズームコントロール信号がしきい値以下であるときは、接続機構5は、駆動用モータ7とアイドラギアbとを接続せず、これにより、ズームレンズのマニュアル操作が可能となる。
【0013】
また、上記bは、駆動信号が大きくなるにつれてズームスピードも速くなるため、接続トルクの最小値aによる接続トルクだけでは、スリップし、空転してしまうため、駆動信号に比例して、接続トルクを変化させるパラメータである。さらに、上記a、bは、レンズ装置が異なった場合、回転駆動に必要なトルクも変化するため、それを補正するためのパラメータでもある。
【0014】
接続機構5が接続された場合、駆動モータ7は、アイドラギア6を介してズーム駆動リング1aに接続されるため、駆動用モータ7の回転がアイドラギア6を介してズーム駆動リング1aに伝わる。これにより、ズームレンズをサーボ駆動できる。
【0015】
このように、ズーム操作ユニット11の操作に応じて、接続機構5の接続トルクを変化させたり接続機構5を切断したりすることで、手動による切り替え操作を行うことなく、サーボ・モードとマニュアル・モードの切り替えが可能となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影条件が、通常の場合よりも低温の状態や、レンズを下方向や上方向に傾けて撮影する場合には、レンズをサーボ駆動する上で必要な駆動トルクは、通常の場合に対して大きく変化する場合がある。
【0017】
上記従来例では、このような撮影条件を考慮しておらず、上記のような撮影条件で使用した場合、接続機構における空転、スリップといった支障が生ずる可能性がある。
【0018】
本発明は、様々な使用条件においても確実に光学調節手段のサーボ駆動を行えるようにするとともに、手動による切り替え操作を行うことなくサーボ駆動とマニュアル駆動とを行えるようにした光学装置および光学装置駆動ユニットを提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、レンズその他の光学調節手段を駆動するための駆動力を発生するサーボ駆動系と、サーボ駆動系を光学調節手段に駆動力伝達可能に接続する接続手段とを有し、操作部材の操作に応じてサーボ駆動系を駆動するためのコントロール信号を出力するサーボ操作ユニットの接続が可能である又はコントロール信号を出力するサーボ操作部を有するとともに、接続手段の入力側と出力側との間の接続トルクを可変とした光学装置又は光学装置駆動ユニットにおいて、外気温を検出する温度検出手段と、この光学装置の水平状態からの傾きを検出する傾斜検出手段と、上記コントロール信号と温度検出手段の出力および傾斜検出手段の出力のうち少なくとも一方とに基づいて上記接続手段の接続トルクを変更する制御手段とを設けている。
【0020】
これにより、接続手段における接続トルクは、コントロール信号に応じたサーボ駆動系の出力に対応してだけでなく、そのときの外気温や装置の傾きといった使用条件にも基づいて設定される。したがって、様々な使用条件下においても確実に光学調節手段のサーボ駆動を行うことが可能であるとともに、手動による切り替え操作を行うことなくサーボ駆動とマニュアル駆動とを行うことが可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1および図2には、本発明の第1実施形態であるズームレンズシステム(光学装置システム)を示している。これらの図において、1は不図示のテレビカメラ、ビデオカメラに装着されてカメラシステムを構成する撮影レンズ(光学装置)、1aは撮影レンズ1に設けられたズーム駆動リングである。
【0022】
20は撮影レンズ1に装着されるレンズ駆動ユニット(光学装置駆動ユニット)である。このレンズ駆動ユニット20において、2はズームのワイド端とテレ端の間の移動に連動し、その位置に応じた信号を出力するズーム位置検出器、3はズーム位置検出器2の回転軸に取り付けられ、撮影レンズ1上のズーム駆動リング1aにかみ合い、その回転に連動して回転するアイドラギアである。4はズーム位置検出器2から出力されるズーム位置アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器である。
【0023】
5は電磁クラッチに代表される接続機構であり、後述する駆動用モータ7に接続された入力側の部材(図示せず)の回転を、アイドラギア6を介してズーム駆動リング1aに接続された出力側の部材(図示せず)に摩擦等により伝達する。また、通電のON/OFFによって入力側部材と出力側部材の接続のON/OFFができるとともに、通電する電気信号の値を変化させることによって、入力側部材と出力側部材との圧接力を変化させる等して接続トルクを変更設定することができる。
【0024】
例えば、接続機構5の接続をONにした状態で駆動用モータ7を駆動することにより、駆動用モータ7の駆動力がズーム駆動リング1aを介してズームレンズに伝達され、ズーム駆動される。このズーム駆動中にズーム駆動リング1aがマニュアル操作されると、後述するCPU14はズームレンズの移動速度(ズーム位置検出器2により検出されるズーム位置の変化率)が駆動用モータ7で通常駆動した場合の速度や方向等に対して異なるか否かを判別し、異なる場合はサーボ駆動中にマニュアル操作されたものとして接続機構5の接続をOFFにし、ズームレンズのマニュアル操作を可能とする。そして、再びズーム操作部11が操作されると、CPU14は接続機構5の接続をONにして、ズームレンズのサーボ駆動を可能とする。
【0025】
6は撮影レンズ1上のズーム駆動リング1aにかみ合い、後述するズーム駆動用モータ7に連動して回転するアイドラギア、7はズーム駆動力を発生する駆動用モータ、8はズーム駆動用モータ7を駆動する駆動回路、9は後述するCPU14から出力されるディジタル駆動信号をアナログ駆動信号に変換して駆動回路8に出力するD/A変換器、10は後述するズーム操作部11から出力されるズーム駆動用のアナログ信号(後述するズームコントロール信号)を、ディジタル信号に変換するA/D変換器である。なお、ズーム操作部11は、不図示のシーソースイッチ等が操作されると、その操作方向および操作量に応じたズームコントロール信号(アナログ信号)を出力する。
【0026】
12は接続トルクコントロール回路であり、後述するD/A変換器13を介してCPU14から入力される接続トルクコントロール信号に応じて、接続機構5の接続のON/OFF切り替えを行うとともに、接続状態においてその接続トルクを可変設定する。
【0027】
13は後述するCPU14から出力されるディジタル信号としての接続トルクコントロール信号をアナログ信号に変換し、接続トルクコントロール回路12に出力するD/A変換器である。14はこのレンズ駆動ユニット20の制御を司るCPUである。15は撮影時の外気温を検出するための温度検出器、16は撮影時の駆動ユニット(つまりはこれが装着されているズームレンズ装置やズームレンズ装置が不図示のカメラに装着されてなるカメラシステム)の水平状態に対する傾きを検出するための傾斜検出器である。
【0028】
17は温度検出器15から出力される外気温を示すアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器、18は傾斜検出器16から出力される上記傾きを示すアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器である。
【0029】
次に、本実施形態の駆動ユニットにおける制御を図3および図4に示すフローチャートを用いて説明する。まず、基本となる制御動作を図3のフローチャートにて説明する。
【0030】
電源がONされると、CPU14などに電源が通電され、CPU14は所定の初期設定を行う(step1)。この初期設定では、ソフトウエアを動作させるための初期設定を行うほか、本実施形態にて必要であるパラメータとなるデータの初期化も行う。
【0031】
具体的には、現在の駆動ユニット20のおかれている環境での外気温を検出する。図1および図2に示すように、駆動ユニット20には、周囲の気温を検出するための温度センサーなどに代表される温度検出器15、駆動ユニット20の水平方向に対しての傾きを検出するための傾斜角センサーに代表される傾斜検出器16が設けられている。なお、温度検出器15および傾斜検出器16は、駆動ユニット20に内蔵され、固定されている。
【0032】
温度検出器15および傾斜検出器16から出力されたデータ(気温データtemp_dataおよび傾斜角データincli_data)はそれぞれ、A/D変換器17,18によって、CPU14に入力可能なディジタル信号に変換され、CPU14に入力される。なお、各データをディジタルデータとして出力可能な検出器であれば、直接これらの信号をCPU14に入力してもよい。
【0033】
次に、現在のズーム位置を検出する。撮影レンズ1上のズーム駆動リング1aには、アイドラギア3を介してズーム位置検出器2が接続されており、ズーム駆動リング1aが回転すると、それに連動してズーム位置検出器2も回転し、その位置に応じたズーム位置信号(アナログ信号)が出力される。ズーム位置信号は、A/D変換器4によって、ディジタルデータに変換され、ズーム位置データZOOM_POSとしてCPU14に入力される。
【0034】
また、CPU14は、接続トルクYおよび目標目標トルク=Y’を、Y=Y’=0として初期設定する。
【0035】
以上の初期設定が終了すると、step2へ進み、ズーム操作部11の操作に応じて出力されたズームコントロール信号をA/D変換器10によってディジタル信号に変換し、CPU14に入力させる。なお、ズーム操作部11の操作が行われない場合は、CPU14にはズーム操作部11のセンター値が入力される。
【0036】
次に、CPU14は、現在のズーム位置をチェックするためのズーム位置入力サブルーチンへ進む(step3)。
【0037】
このズーム位置入力サブルーチンを、図4のフローチャートを用いて説明する。ここでは、まず、ズーム位置検出器2からのズーム位置信号(アナログ信号)をA/D変換器4によってディジタル信号に変換したデータZOOM_POSの値を、PRE_ZOOM_POSに設定する(step101)。ここで、このPRE_ZOOM_POSは、前回のズーム位置検出時におけるズーム位置データとして保存されるものである。
【0038】
次に、ズーム位置検出器2より出力されたズーム位置信号を、A/D変換器4によってディジタル信号に変換し、現在のズーム位置データZOOM_POSに設定する(step102)。こうしてズーム位置入力サブルーチンが終了すると、図3のstep4へ進む。
【0039】
step4では、入力されたズームコントロール信号がスピードサーボ信号かポジションサーボ信号かを確認する。通常、ズーム駆動はスピードサーボであるが、スピードサーボ、ポジションサーボの両サーボ制御が可能な場合、2つのモードを判別するため、別途、信号線(不図示)を設け、撮影レンズ1に接続されたテレビカメラ(スピードサーボ、ポジションサーボの切り替え信号が出力される他の手段でもよい)より判別信号が出力される。そして、この判別信号をもとに、CPU14は、ズームコントロール信号がスピードサーボ信号かポジションサーボ信号かを判別する。
【0040】
以下、スピードサーボ時の動作を説明する。step2にて、入力されたズームコントロール信号がズーム駆動開始の閾値である基準値(所定値)を越えているかどうかを判断する(step5)。つまり、ズームコントロール信号をZC、ズーム操作部11を操作していない時に出力される基準ズームコントロール信号(センター値)をVとすると、
(V−α)≦ZC≦(V+α)
の範囲からZCが外れているかどうかを判断する。ズームコントロール信号ZCが上記範囲内に入っている場合、CPU14はstep13へ進んでズーム駆動を停止させるための信号を駆動回路8に出力する。これにより、ズーム駆動用モータ7は停止し、撮影レンズ1のズーム位置が保持される。
【0041】
一方、ズームコントロール信号ZCが上記範囲外にある場合(基準値を超えた場合)は、入力されたズームコントロール信号に基づいて算出した駆動方向と駆動信号とを計算し、セットする(step6)。次に、クラッチ接続処理サブルーチンへ進む(step7)。
【0042】
クラッチ接続処理サブルーチンを、図5のフローチャートを用いて説明する。まず、最終的に、どの程度の接続トルクで接続機構段5を接続するかを、外気温が所定の基準温度(例えば、常温)であり、かつ傾斜角が水平である条件での、ズームコントロール信号に応じたパラメータXより計算にて求める(step201)。
【0043】
基準となる接続トルク最小値をaとして、基準温度、水平での目標接続トルクY(以下、基準目標接続トルクという)を、
Y0=a+bX
とする。
【0044】
接続機構5は、入力された接続トルクコントロール信号に応じてその接続トルクを変化させることができるものであり、接続トルクコントロール信号が上がるにつれて接続トルクも高くなる。
【0045】
上記aは、前述したズームコントロール信号が基準値であるときの駆動信号(ZC=V+α もしくはZC=V−α)、つまりズームレンズがサーボ駆動できる最小のズームコントロール信号から算出された駆動信号で駆動したときに、空転、停止せず、駆動できる接続トルク最小値である。
【0046】
上記bは、駆動信号が大きくなるにつれてズームスピードも速くなるため、接続トルクの最小値aによる接続トルクだけではスリップし、空転してしまうことから、駆動信号に比例して接続トルクを変化させるパラメータである。また、上記a、bは、レンズ装置が異なった場合に、回転駆動に必要なトルクも変化するため、それを補正するためのパラメータでもある。
【0047】
なお、Yの値はここでは一次関数により算出される値としたが、二次関数又は他の関数により算出される値としてもよい。
【0048】
次に、温度検出器15および傾斜検出器16からの気温データ、傾斜角データをA/D変換器17,18によってディジタル信号に変換し、CPU14に入力する(step202)。CPU14は、入力された気温データtemp_dataおよび傾斜角データincli_dataをもとに、これらの気温データおよび傾斜角データに応じた接続トルクとなるよう、目標接続トルクY’を演算する。つまり、基準温度、水平の状態を基準として、それからの外気温および傾斜角の変化量を求め、パラメータa、bを変換する。
【0049】
通常、レンズ装置を駆動するために必要なトルクは、温度が下がると増加する。また、傾斜角に関しては、例えば、水平より下向きに向けられた場合、移動レンズ群を下向きに移動させるための駆動に必要なトルクは減り、逆に移動レンズ群を持ち上げる方向に駆動するときに必要なトルクが増加する。また、下向きに向けられた場合はこの逆である。以上のことをふまえ、目標接続トルクを演算し、
Y’=a’+b’X
とする(step203)。Y’のトルク関係は、外気温、傾斜角によっておおよそ図6のように変化する。
【0050】
すなわち、基準温度よりも外気温が低い場合の目標接続トルクY’は基準目標接続トルクY0よりも全体的に高くなる。また、基準温度よりも外気温が高い場合は、目標接続トルクY’は基準目標接続トルクY0よりも全体的に低くなる。
【0051】
また、傾斜方向と逆方向に移動レンズ群を駆動する場合は、目標接続トルクY’は基準目標接続トルクY0よりも全体的に高くなり、傾斜方向と同方向に移動レンズ群を駆動する場合は、目標接続トルクY’は基準目標接続トルクY0よりも全体的に低くなる。
【0052】
なお、基準温度よりも外気温が高い場合および傾斜方向と同方向に移動レンズ群を駆動する場合の目標接続トルクY’を基準目標接続トルクY0よりも低く設定するのは、接続トルクが必要以上に高くならないようにして接続機構5での消費電力を少なくするためである。
【0053】
次に、接続トルクコントロール信号Yに、Y’(=a’+b’X)を入力する(step204)。
【0054】
そして、接続トルクコントロール信号YがCPU14から出力され、D/A変換器13によってアナログ信号に変換され、接続トルクコントロール回路12を介して、接続機構5を接続する(step205)。接続機構5が電磁クラッチであれば、その印加する電圧を変化させて接続トルクを変化させることができる。
【0055】
こうして計算された接続トルクで接続機構5が接続されると、次に図3のフローチャートのstep8では、step6にて計算されてセットされた駆動方向、駆動信号がD/A変換器9によりアナログ信号に変化され、アナログ駆動信号として駆動回路8に出力される。駆動回路8は、その信号に基づいて駆動用モータ7を回転駆動する。駆動用モータ7の回転は、アイドラギア6を介してズーム駆動リング1aに伝達され、サーボ駆動を開始する。そして、step2へ戻る。
【0056】
次に、step4にて、入力されたズームコントロール信号がポジションサーボ信号である場合について説明する。
【0057】
step2にて、入力されたズームコントロール信号が、ポジションサーボ信号である場合、ポジションサーボ信号は、ズーム位置検出器2により出力されるZOOM_POSのデータと同じ位置信号(到達位置データ)であるので、ズームコントロール信号と現在のズーム位置であるZOOM_POSとを比較し、等しいかどうかか判断する(step9)。
【0058】
等しい場合はstep13へ進み、ズームを停止させる。等しくない場合は、入力されたズームコントロール信号より算出した駆動方向、駆動信号を計算し、セットする(step10)。そしてクラッチ接続処理サブルーチンへ進む(step11)。なお、クラッチ接続処理サブルーチン(step11)は、step7と同じである。
【0059】
こうして計算された接続トルクYで、接続機構5が接続されると、step10にて計算されてセットされた駆動方向、駆動信号をD/A変換器9によりアナログ信号に変換し、アナログ駆動信号として駆動回路8に出力する。駆動回路8は、その信号をもとに駆動用モータ7を回転駆動する。駆動用モータ7の回転は、アイドラギア6を介してズーム駆動リング1aに伝達され、これによりズーム駆動が開始される(step12)。そして、ズームコントロール信号より算出される到達位置データとZOOM_POSとを比較し、これらが等しくなったときにズーム駆動が停止される。
【0060】
次に、ズームサーボ駆動停止時の処理について説明する。図3のstep5において、ズームコントロール信号ZCが基準値を超えていないとき、またはstep9にてズームコントロール信号と現在のズーム位置であるZOOM_POSとが等しいと判断した場合、CPU14はstep13に進む。
【0061】
step13では、CPU14はズーム駆動停止信号を出力する。このズーム駆動停止信号は、D/A変換器9によってD/A変換され、アナログ信号として駆動回路8に出力される。駆動回路8はこの信号により駆動用モータ7を停止制御する。
【0062】
次に、接続トルクY=0となるようにCPU14より接続トルクコントロール信号を出力し、接続機構5を非接続状態とする(step14)。
【0063】
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、ズーム位置検出器2として、ポテンショメータに代表されるアナログ信号を出力するものを用いたが、ロータリーエンコーダに代表されるパルス出力を行うものを用いてもよい。
【0064】
(第3実施形態)
また、上記第1実施形態では、外気温と傾斜角の双方に基づいて接続機構の接続トルクを変更する場合について説明したが、外気温と傾斜角のうちいずれか一方のみに基づいて接続トルクを変更するようにしてもよい。
【0065】
(第4実施形態)
上記第1実施形態では、接続トルクを計算にて求めたが、予めメモリに記憶させたテーブルデータから接続トルクを求めてもよい。
【0066】
(第5実施形態)
上記第1実施形態では、ズームレンズの駆動に関して説明したが、本発明は、フォーカスレンズや絞り等、他の光学調節手段の駆動に適用することも可能である。
【0067】
(第6実施形態)
さらに、上記第1実施形態では、撮影レンズに装着される、サーボ駆動系を含むレンズ駆動ユニットについて説明したが、本発明は、撮影レンズとサーボ駆動系とが1つの筐体内に収容され、デマンド等のサーボ操作ユニットが接続可能な大型の撮影レンズ装置(光学装置)についても適用することができる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、接続手段における接続トルクが、操作ユニット又は操作部からのコントロール信号に応じたサーボ駆動系の出力に対応するだけでなく、そのときの外気温や装置の傾きといった使用条件にも基づいて設定されるので、様々な使用条件下においても確実に光学調節手段のサーボ駆動を行うことができるとともに、手動による切り替え操作を行うことなくサーボ駆動とマニュアル駆動とを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態であるレンズシステムの構成図。
【図2】上記レンズシステムの電気回路を示したブロック図。
【図3】上記レンズシステムを構成するレンズ駆動ユニットの動作を示すフローチャート。
【図4】上記レンズ駆動ユニットの動作を示すフローチャート。
【図5】上記レンズ駆動ユニットの動作を示すフローチャート。
【図6】上記レンズ駆動ユニットにおける接続機構の接続トルク−駆動信号の関係を表したグラフ。
【図7】従来のレンズシステムの構成図。
【符号の説明】
1…撮影レンズ
1a…ズーム駆動リング
2…ズーム位置検出器
3…アイドラギア
4…A/D変換器
5…接続機構
6…アイドラギア
7…駆動用モータ
8…駆動回路
9…D/A変換器
10…A/D変換器
11…ズーム操作部
12…接続トルクコントロール回路
13…D/A変換器
14…CPU
15…温度検出器
16…傾斜検出器
17…A/D変換器
18…A/D変換器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens device used for an optical device such as a television camera and a video camera.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in switching between a servo mode and a manual mode of a zoom lens in a TV lens, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-344660, an electrical connection has been proposed in order to eliminate manual switching. There is a device using a switching mechanism typified by an electromagnetic clutch capable of switching (ON / OFF).
[0003]
Also, in the servo mode, based on a zoom control signal output in accordance with the operation amount of the zoom operation member operated to servo-drive the zoom lens, an electromagnetic wave such as idling that does not adversely affect the driving is provided. There is also a type in which the clutch torque is calculated, the electromagnetic clutch is connected using the torque, and the zoom lens is servo-driven. When the zoom control signal is equal to or less than a certain threshold, the electromagnetic clutch is not connected to enable the manual operation of the zoom lens, and the manual switching between the servo mode and the manual mode is eliminated.
[0004]
Here, a zoom lens device having the above function will be described with reference to FIG. In FIG. 7,
[0005]
Reference numeral 4 denotes an A / D converter for converting a zoom position analog signal output from the zoom position detector 2 into a digital signal.
[0006]
Reference numeral 9 denotes a D / A converter which converts a digital drive signal output from a
[0007]
When the
[0008]
Further, the
[0009]
Here, a drive signal is used as a parameter for determining how much connection torque is used to connect the
[0010]
Further, the target connection torque Y ′ is calculated by the obtained X and the reference connection torque minimum value a.
Y '= a + bX
And
[0011]
The
[0012]
The above “a” indicates that the drive signal when the control signal from the
[0013]
In the case of b, since the zoom speed increases as the drive signal increases, the connection torque slips and idles only with the connection torque based on the minimum value a of the connection torque, so that the connection torque is reduced in proportion to the drive signal. This is the parameter to be changed. Further, a and b are also parameters for correcting the torque required for the rotational drive when the lens device is different.
[0014]
When the
[0015]
In this manner, by changing the connection torque of the
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, when shooting conditions are lower than normal, or when shooting with the lens tilted downward or upward, the driving torque required to servo-drive the lens is lower than in the normal case. May change significantly.
[0017]
In the above-mentioned conventional example, such a photographing condition is not taken into consideration, and when the photographing condition is used as described above, there is a possibility that trouble such as idling and slippage of the connection mechanism may occur.
[0018]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an optical device and an optical device drive capable of reliably performing servo drive of an optical adjustment unit even under various use conditions, and performing servo drive and manual drive without performing a manual switching operation. It is intended to provide units.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a servo drive system for generating a driving force for driving a lens or other optical adjustment means, and a connection for connecting the servo drive system to the optical adjustment means so as to transmit a driving force. And a servo operating unit that outputs a control signal for driving a servo drive system in accordance with the operation of the operating member. In an optical device or an optical device driving unit in which a connection torque between an input side and an output side of the optical device is variable, a temperature detecting means for detecting an outside air temperature, and an inclination detecting means for detecting an inclination of the optical device from a horizontal state And the connection torque of the connection means based on at least one of the control signal, the output of the temperature detection means, and the output of the inclination detection means. And control means are provided for.
[0020]
Thus, the connection torque in the connection means is set not only in accordance with the output of the servo drive system in accordance with the control signal, but also based on use conditions such as the outside air temperature and the inclination of the device at that time. Therefore, it is possible to reliably perform the servo drive of the optical adjustment unit even under various use conditions, and to perform the servo drive and the manual drive without performing the manual switching operation.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIGS. 1 and 2 show a zoom lens system (optical device system) according to a first embodiment of the present invention. In these figures,
[0022]
[0023]
[0024]
For example, by driving the driving motor 7 while the connection of the
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
An A /
[0029]
Next, control in the drive unit of the present embodiment will be described with reference to flowcharts shown in FIGS. First, the basic control operation will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0030]
When the power is turned on, the power is supplied to the
[0031]
Specifically, the outside air temperature in the environment where the
[0032]
The data (temperature data temp_data and inclination data incli_data) output from the
[0033]
Next, the current zoom position is detected. A zoom position detector 2 is connected to a zoom drive ring 1a on the photographing
[0034]
Further, the
[0035]
When the above-described initialization is completed, the process proceeds to step 2, where the zoom control signal output in response to the operation of the
[0036]
Next, the
[0037]
This zoom position input subroutine will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, first, the value of data ZOOM_POS obtained by converting the zoom position signal (analog signal) from the zoom position detector 2 into a digital signal by the A / D converter 4 is set in PRE_ZOOM_POS (step 101). Here, the PRE_ZOOM_POS is stored as zoom position data at the time of the previous zoom position detection.
[0038]
Next, the A / D converter 4 converts the zoom position signal output from the zoom position detector 2 into a digital signal, and sets the digital signal to the current zoom position data ZOOM_POS (step 102). When the zoom position input subroutine ends, the process proceeds to step 4 in FIG.
[0039]
In step 4, it is checked whether the input zoom control signal is a speed servo signal or a position servo signal. Normally, the zoom drive is a speed servo, but if both servo control of the speed servo and the position servo can be performed, a signal line (not shown) is separately provided to discriminate between the two modes, and is connected to the photographing
[0040]
Hereinafter, the operation at the time of the speed servo will be described. In step 2, it is determined whether or not the input zoom control signal exceeds a reference value (predetermined value) which is a threshold value for starting the zoom drive (step 5). That is, assuming that the zoom control signal is ZC and the reference zoom control signal (center value) output when the
(V−α) ≦ ZC ≦ (V + α)
It is determined whether or not ZC is out of the range. When the zoom control signal ZC is within the above range, the
[0041]
On the other hand, when the zoom control signal ZC is out of the above range (when it exceeds the reference value), the driving direction and the driving signal calculated based on the input zoom control signal are calculated and set (step 6). Next, the routine proceeds to a clutch connection processing subroutine (step 7).
[0042]
The clutch connection processing subroutine will be described with reference to the flowchart of FIG. First, how much connection torque the
[0043]
Assuming that the reference connection torque minimum value is a, a reference temperature, a horizontal target connection torque Y (hereinafter referred to as a reference target connection torque),
Y0 = a + bX
And
[0044]
The
[0045]
The above a is driven by a drive signal (ZC = V + α or ZC = V−α) when the above-mentioned zoom control signal is a reference value, that is, a drive signal calculated from the minimum zoom control signal capable of servo-driving the zoom lens. This is the minimum value of the connection torque that can be driven without idling or stopping.
[0046]
The parameter “b” is a parameter that changes the connection torque in proportion to the drive signal because the zoom speed increases as the drive signal increases and the connection torque slips and idles with only the connection torque based on the minimum connection torque “a”. It is. Further, a and b are also parameters for correcting the torque required for the rotational drive when the lens device is different, which also changes.
[0047]
Here, the value of Y is a value calculated by a linear function, but may be a value calculated by a quadratic function or another function.
[0048]
Next, the air temperature data and the inclination angle data from the
[0049]
Usually, the torque required to drive the lens device increases as the temperature decreases. Regarding the inclination angle, for example, when the moving lens group is directed downward from the horizontal, the torque required for driving to move the moving lens group downward decreases, and conversely, it is necessary when driving the moving lens group in the lifting direction. Torque increases. The reverse is true when the camera is turned downward. Based on the above, calculate the target connection torque,
Y '= a' + b'X
(Step 203). The torque relationship of Y ′ changes as shown in FIG. 6 depending on the outside air temperature and the inclination angle.
[0050]
That is, the target connection torque Y ′ when the outside air temperature is lower than the reference temperature is higher than the reference target connection torque Y0 as a whole. When the outside air temperature is higher than the reference temperature, the target connection torque Y 'is lower than the reference target connection torque Y0 as a whole.
[0051]
When the moving lens group is driven in the direction opposite to the tilt direction, the target connection torque Y ′ is generally higher than the reference target connection torque Y0, and when the moving lens group is driven in the same direction as the tilt direction, , The target connection torque Y ′ is generally lower than the reference target connection torque Y0.
[0052]
It should be noted that setting the target connection torque Y ′ lower than the reference target connection torque Y0 when the outside air temperature is higher than the reference temperature and when the moving lens group is driven in the same direction as the tilt direction is because the connection torque is more than necessary. This is to reduce the power consumption of the
[0053]
Next, Y ′ (= a ′ + b′X) is input to the connection torque control signal Y (step 204).
[0054]
Then, the connection torque control signal Y is output from the
[0055]
When the
[0056]
Next, the case where the input zoom control signal is a position servo signal in step 4 will be described.
[0057]
If the input zoom control signal is a position servo signal in step 2, the position servo signal is the same position signal (arrival position data) as the ZOOM_POS data output by the zoom position detector 2. The control signal is compared with ZOOM_POS, which is the current zoom position, to determine whether or not they are equal (step 9).
[0058]
If they are equal, the process proceeds to step 13 to stop zooming. If they are not equal, the driving direction and the driving signal calculated from the input zoom control signal are calculated and set (step 10). Then, the process proceeds to a clutch connection processing subroutine (step 11). The clutch connection processing subroutine (step 11) is the same as step 7.
[0059]
When the
[0060]
Next, processing when the zoom servo drive is stopped will be described. In
[0061]
In
[0062]
Next, a connection torque control signal is output from the
[0063]
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, the zoom position detector 2 that outputs an analog signal typified by a potentiometer is used. However, the zoom position detector 2 that outputs a pulse typified by a rotary encoder may be used.
[0064]
(Third embodiment)
Further, in the first embodiment, the case where the connection torque of the connection mechanism is changed based on both the outside air temperature and the inclination angle is described. However, the connection torque is changed based on only one of the outside air temperature and the inclination angle. It may be changed.
[0065]
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, the connection torque is obtained by calculation, but the connection torque may be obtained from table data stored in a memory in advance.
[0066]
(Fifth embodiment)
Although the first embodiment has been described with respect to driving a zoom lens, the present invention can also be applied to driving other optical adjustment means such as a focus lens and a diaphragm.
[0067]
(Sixth embodiment)
Further, in the first embodiment, the lens drive unit including the servo drive system, which is mounted on the taking lens, has been described. However, in the present invention, the taking lens and the servo drive system are housed in one housing, and the demand The present invention can also be applied to a large photographing lens device (optical device) to which a servo operation unit such as the above can be connected.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the connection torque in the connection means not only corresponds to the output of the servo drive system according to the control signal from the operation unit or the operation unit, but also the external air temperature and device at that time. It is set based on the operating conditions such as the inclination of the lens, so that the servo driving of the optical adjustment means can be reliably performed even under various operating conditions, and the servo driving and the manual driving can be performed without performing the manual switching operation. It can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a lens system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electric circuit of the lens system.
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of a lens drive unit constituting the lens system.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the lens drive unit.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the lens drive unit.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a connection torque of a connection mechanism and a drive signal in the lens drive unit.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional lens system.
[Explanation of symbols]
1 ... photographic lens
1a ... Zoom drive ring
2. Zoom position detector
3. Idler gear
4: A / D converter
5. Connection mechanism
6 ... Idler gear
7 Drive motor
8. Drive circuit
9 D / A converter
10 A / D converter
11 Zoom operation unit
12 Connection torque control circuit
13 ... D / A converter
14 ... CPU
15 ... Temperature detector
16 ... Tilt detector
17 ... A / D converter
18 ... A / D converter
Claims (8)
外気温を検出する温度検出手段と、
この光学装置の水平状態からの傾きを検出する傾斜検出手段と、
前記サーボ操作ユニットからのコントロール信号と、前記温度検出手段の出力および前記傾斜検出手段の出力のうち少なくとも一方とに基づいて前記接続手段の接続トルクを変更する制御手段とを有することを特徴とする光学装置。A lens and other optical adjustment means, a servo drive system for generating a driving force for driving the optical adjustment means, and a connection means for connecting the servo drive system to the optical adjustment means so as to transmit a driving force. It is possible to connect a servo operation unit that outputs a control signal for driving the servo drive system in accordance with an operation of an operation member, and to vary a connection torque between an input side and an output side of the connection unit. Optical device,
Temperature detection means for detecting an outside air temperature;
Inclination detection means for detecting an inclination of the optical device from a horizontal state,
A control unit for changing a connection torque of the connection unit based on a control signal from the servo operation unit and at least one of an output of the temperature detection unit and an output of the inclination detection unit. Optical device.
前記サーボ操作ユニットから前記所定値を超えるコントロール信号が入力されないときは前記接続機構を非接続状態とすることを特徴とする請求項2に記載の光学装置。When a control signal exceeding a predetermined value is input from the servo operation unit, the control unit connects the connection mechanism to the control signal and at least one of an output of the temperature detection unit and an output of the inclination detection unit. Connect with the connection torque determined based on
The optical device according to claim 2, wherein when no control signal exceeding the predetermined value is input from the servo operation unit, the connection mechanism is disconnected.
外気温を検出する温度検出手段と、
この光学装置の水平状態からの傾きを検出する傾斜検出手段と、
前記サーボ操作部からのコントロール信号と前記温度検出手段の出力および前記傾斜検出手段の出力のうち少なくとも一方とに基づいて前記接続手段の接続トルクを変更する制御手段とを有することを特徴とする光学装置駆動ユニット。A servo drive system that generates a driving force for driving the optical adjustment means, and a servo drive system that generates a driving force for driving the optical adjustment means; A servo operation unit that outputs a control signal for driving the system, and a connection unit that connects the servo drive system to the optical adjustment unit so as to transmit a driving force, and an input side and an output side of the connection unit. An optical device drive unit having a variable connection torque between
Temperature detection means for detecting an outside air temperature;
Inclination detection means for detecting an inclination of the optical device from a horizontal state,
An optical system comprising: a control unit that changes a connection torque of the connection unit based on a control signal from the servo operation unit and at least one of an output of the temperature detection unit and an output of the inclination detection unit. Device drive unit.
前記サーボ操作部から前記所定値を超えるコントロール信号が入力されないときは前記接続機構を非接続状態とすることを特徴とする請求項4に記載の光学装置駆動ユニット。The control unit, when a control signal exceeding a predetermined value is input from the servo operation unit, the connection mechanism to the control signal and at least one of the output of the temperature detection unit and the output of the inclination detection unit Connect with the connection torque determined based on
5. The optical device drive unit according to claim 4, wherein when no control signal exceeding the predetermined value is input from the servo operation unit, the connection mechanism is disconnected. 6.
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JP2008205642A (en) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Fujinon Corp | Lens system and focus operation device |
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2002
- 2002-06-03 JP JP2002162051A patent/JP2004012541A/en not_active Abandoned
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