JP2002090613A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズ本体に設けた識別手段をレンズ駆動装置
によって自動認識し、そのレンズに適したレンズデータ
をメモリから読み出してレンズ制御を行うことによりレ
ンズ駆動装置の共通化を図る。 【解決手段】レンズ本体２４には、機種に固有の識別情
報を提供可能な識別手段５６が設けられている。ドライ
ブユニット１２をレンズ本体２４に装着するとレンズ型
名読取手段５８によってレンズ機種（型名）を示す情報
が取得され、制御対象のレンズ機種が自動認識される。
ＣＰＵ３４は、メモリ５４からレンズ機種に対応するデ
ータを読み出し、レンズ制御を行う。レンズデータに
は、レンズ型名、焦点距離データ、ＭＯＤ、ランピング
補正データ、ポインピング補正（画角補正）データ、瞳
位置データ等が含まれる。識別手段５６には、ピン配列
を変えたコネクタ、バーコード、キー形状の凸部等を適
用できる。

Description

【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ＥＮＧカメラ等のテレビカメラに適用されるズーム
レンズ装置を駆動制御可能な着脱式レンズ駆動装置（ド
ライブユニット）を備えたレンズ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、取材用テレビカメラ等に使用され
るＥＮＧレンズでは、鏡胴周面に配設されたフォーカス
リング、ズームリング、アイリスリング等の操作リング
を回動させることで、鏡胴内の移動レンズ（フォーカス
レンズ、ズームレンズ）や絞りを動かし、フォーカス、
ズーム、アイリスといった各種光学調整を行うことがで
きるようになっている。操作リングは、カメラマンが直
接手で回動操作できるとともに、レンズ鏡胴側部に取り
付けられたドライブユニットのサーボ機構等により電動
で駆動することもできる。

【０００３】ドライブユニットは、内部にフォーカス
用、ズーム用、アイリス用のそれぞれの駆動モータが搭
載され、これらのモータの回転駆動力をギア伝達機構に
より各操作リングに伝達する構造となっている。例え
ば、ズーム操作を行いたい場合には、ドライブユニット
に設けられたズームシーソースイッチを操作することに
より、ズーム駆動用モータを駆動することができ、ズー
ムシーソースイッチの押し込み量に応じた速度でズーム
リングを回動させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ドライブユニットはレ
ンズ本体に対して着脱可能であり、多種のレンズに共通
に使用される。近時、レンズのデジタル制御化が進み、
多くの機能が搭載されるようになった。その中でレンズ
の補正に関する機能、例えば、望遠側でＦ値が落ち込む
ランピングの補正やフォーカス調整時の画角変動を補正
する画角補正などの機能が搭載されるものが知られてい
る。また、レンズとカメラの間でシリアル通信を行い、
焦点距離等のデータをカメラ側に送信することも行われ
ている（特許第３０２１６７３号）。

【０００５】しかし、ドライブユニットが、メカ的には
各種のレンズに装着可能であるとしても、ユニット内の
メモリに記憶されている光学データが装着対象レンズの
データと異なる場合には、そのレンズについてはドライ
ブユニットを使用することができない。全てのレンズに
ついて光学データを記憶しておき、装着するレンズによ
ってマニュアルスイッチで使用データを選択する態様も
あるが、操作が煩わしく、選択ミスも起こり得る。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、レンズ機種を自動識別してドライブユニットの
共通使用を可能にするレンズ装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【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、光軸方向に移動可能なレンズが鏡胴に収納
されて成るレンズ本体と、前記レンズ本体に装着されて
前記レンズを電動で駆動するレンズ駆動装置と、から構
成されるレンズ装置において、前記レンズ本体にはレン
ズ機種の識別情報を提供する識別手段が設けられ、前記
レンズ駆動装置は、前記識別手段から識別情報を取得す
る情報読取手段と、複数のレンズ機種について各機種毎
にレンズ制御に必要なデータが格納されているデータ格
納手段と、前記情報読取手段で取得した識別情報が示す
レンズ機種に対応するデータを前記データ格納手段から
得てレンズ機種に応じたレンズ制御を行う制御手段と、
を備えていることを特徴としている。

【０００８】本発明によれば、レンズ駆動装置は、モー
タなどの電動駆動手段を含み、レンズ本体に着脱可能で
ある。レンズ本体には、各機種固有の識別手段が設けら
れており、レンズ本体にレンズ駆動装置を装着すると情
報読取手段によって識別情報が取得される。この識別情
報に基づいて制御対象のレンズ機種が自動認識され、制
御手段はデータ格納手段から制御に必要なデータを取得
する。こうして、一つのレンズ駆動装置で複数のレンズ
機種に対応したレンズ制御が可能になり、レンズ駆動装
置の共通化を図ることができる。

【０００９】

【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説する。

【００１０】図１は、本発明の実施形態に係るレンズ装
置の外観図である。同図に示すレンズ装置１は、ＥＮＧ
カメラ等の放送用テレビカメラに用いられるインナーフ
ォーカス式ズームレンズであり、レンズ鏡胴２には、フ
ォーカスリング４、ズームリング６及びアイリスリング
８等の操作リングが設けられている。レンズ鏡胴２の内
部構造は図示しないが、レンズ鏡胴２の内部は、前方か
ら順に、合焦のために光軸方向に移動可能なフォーカス
レンズ（群）、変倍のために光軸方向に移動可能なズー
ムレンズ（群）、アイリス、及びリレーレンズ（群）等
の光学部材が配設されている。フォーカスリング４が回
動すると、フォーカスレンズが光軸方向に移動し、ズー
ムリング６が回動すると、ズームレンズが光軸方向に移
動し、アイリスリング８が回動すると、アイリスの絞り
径が変化する。

【００１１】また、レンズ鏡胴２の側部にはフォーカス
リング４、ズームリング６及びアイリスリング８を電動
で駆動するドライブユニット１２が設置されている。ド
ライブユニット１２はケース１４を有し、このケース１
４はビス１６、１６を介してレンズ鏡胴２の側部に取り
付けられている。ケース１４内には、図示せぬフォーカ
ス駆動用モータ、ズーム駆動用モータ、アイリス駆動用
モータが配置されており、これらのモータは、それぞれ
図示せぬ動力伝達機構を介してフォーカスリング４、ズ
ームリング６、アイリスリング８に動力伝達可能に連結
される。従って、フォーカス駆動用モータが回動すると
フォーカスリング４が回動し、ズーム駆動用モータが回
動するとズームリング６が回動し、アイリス駆動用モー
タが回動するとアイリスリング８が回動する。

【００１２】ドライブユニット１２のケース１４の上面
にはズームシーソースイッチ１８と呼ばれる電動でズー
ム操作を行うための操作部材が設けられている。ズーム
シーソースイッチ１８は、操作を解除したときには所定
の復帰位置に復帰し、その復帰位置に対して双方向に揺
動するように構成されている。ズームシーソースイッチ
１８をテレ（Ｔ）側又はワイド（Ｗ）側に操作すると、
ズーム駆動用モータによってズームリング６がテレ側又
はワイド側に回動してズームレンズがテレ方向又はワイ
ド方向に移動し、また、ズームシーソースイッチ１８の
操作角度が大きい程、ズームレンズが高速で移動する。
なお、ドライブユニット１２にカメラ本体や外部コント
ローラ（ズームデマンド、フォーカスデマンド等）を接
続することによって、外部から与えられる制御信号によ
り各駆動用モータを駆動してズーム、フォーカス、絞り
等の制御を行うこともできるようになっている。

【００１３】また、ドライブユニット１２のケース１４
の上面には、画角補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２０が設け
られており、このスイッチ２０をオンにすると、画角補
正機能が有効になる。画角補正機能は、電動又は手動に
よってフォーカスレンズが移動し、フォーカス位置が変
化した場合において、そのフォーカス位置の変化によっ
て生じる画角変動をズームレンズの移動によって防止す
る機能である。画角補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２０をオ
フにした場合には、この画角補正機能は作動しない。

【００１４】フォーカス駆動用モータとフォーカスリン
グ４、ズーム駆動用モータとズームリング６、アイリス
駆動用モータとアイリスリング８の各動力伝達機構は、
それぞれクラッチにより切断又は接続することができる
ようになっている。クラッチがオンされて動力伝達機構
が接続された状態となっている操作リングは、駆動用モ
ータによって電動で駆動することができ、クラッチがオ
フされることによって動力伝達機構が切断された状態と
なっている操作リングは、操作リングを把持した手によ
り直接手動で駆動することができる。

【００１５】フォーカス、ズーム、アイリスの各操作に
関し、ユーザはそれぞれ所定のスイッチによって、例え
ば、『電動モード』又は『手動モード』の何れか一方を
選択することができる。『電動モード』は、クラッチが
オンされて動力伝達機構が接続された状態となるモード
であり、このモードに設定された場合、操作リングは駆
動用モータによってのみ駆動することができる。すなわ
ち、ドライブユニット１２に設けられた電動用の操作部
材（例えば、ズームシーソースイッチ１８等）を操作す
ることにより、又は、外部コントローラやカメラ本体か
らドライブユニット１２に制御信号を与えることによ
り、駆動用モータを駆動して操作リングを電動により駆
動することができる。

【００１６】『手動モード』は、クラッチがオフされて
動力伝達機構が切断された状態となるモードであり、こ
のモードに設定されると、操作リングは直接手動で回動
操作できる。このとき、電動用の操作部材は無効とな
り、電動操作が禁止される。

【００１７】画角補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２０がオン
の場合には、ズームの操作モードが『手動モード』とな
っている場合でも、フォーカス位置が変化したときに
は、ズームリング６の動力伝達機構のクラッチが自動的
にオンとなる。そして、ズーム駆動用モータによってズ
ームリング６が電動で駆動されて画角補正が行われる。
ズームの操作モードが『電動モード』となっているとき
には、常時クラッチはオンになっているため、クラッチ
のオンへの切り換えが行われることなく画角補正が行わ
れる。

【００１８】上記説明では、ドライブユニット１２に
は、フォーカス駆動用モータ、ズーム駆動用モータ、ア
イリス駆動用モータが設けられ、フォーカスリング４、
ズームリング６、アイリスリング８の何れも電動により
駆動することができるようになっているが、本発明は、
ドライブユニット１２にズーム駆動用モータのみが設け
られ、ズームリング６のみ電動で駆動できるものであっ
ても適用することができる。必ずしもフォーカス駆動用
モータやアイリス駆動用モータが設けられていなくても
よい。

【００１９】図２は、本例のレンズ装置１の構成を示す
ブロック図である。レンズ本体２４は、フォーカスレン
ズ２６とズームレンズ２８を含む。レンズ駆動装置とし
てのドライブユニット１２は、フォーカス駆動用モータ
３０、ズーム駆動用モータ３２及び制御を司るＣＰＵ３
４等を備えている。

【００２０】ズームシーソースイッチ１８から出力され
たコントロール信号はＡ／Ｄ変換器３６を介してＣＰＵ
３４に入力される。ＣＰＵ３４は、ズームシーソースイ
ッチ１８からコントロール信号に基づいて、ズームレン
ズ２８を駆動するための駆動信号を生成し、その駆動信
号をＤ／Ａ変換器３８を介してアンプ４０に出力する。
これにより、アンプ４０からズーム駆動用モータ３２に
駆動信号に応じた電圧が印加されてズーム駆動用モータ
３２が駆動され、ズームレンズ２８がズームシーソース
イッチ１８によって指示された速度で移動する。

【００２１】ズームレンズ２８の位置（ズーム位置）は
ポテンショメータ４２によって検出され、ポテンショメ
ータ４２の検出信号はＡ／Ｄ変換器３６を介してＣＰＵ
３４に入力される。

【００２２】同様に、図示せぬフォーカスデマンドから
出力されたコントロール信号はＡ／Ｄ変換器３６を介し
てＣＰＵ３４に入力される。ＣＰＵ３４は、フォーカス
デマンドからのコントロール信号に基づいて、フォーカ
スレンズ２６を駆動するための駆動信号を生成する。そ
の駆動信号は、Ｄ／Ａ変換器３８を介してアンプ４４に
出力され、アンプ４４からフォーカス駆動用モータ３０
に駆動信号に応じた電圧が印加される。フォーカス駆動
用モータ３０の動力が図示せぬ動力伝達機構を介してフ
ォーカスレンズ２６に伝達されることにより、フォーカ
スレンズ２６がフォーカスデマンドで指令された位置に
移動する。

【００２３】フォーカスレンズ２６の位置（フォーカス
位置）はポテンショメータ４６によって検出され、ポテ
ンショメータ４６の検出信号はＡ／Ｄ変換器３６を介し
てＣＰＵ３４に入力される。

【００２４】ドライブユニット１２には、フォーカス操
作方式をサーボ方式又はマニュアル方式の何れかに選択
的に切り換えるための切換スイッチ５０と、ズーム操作
方式をサーボ方式又はマニュアル方式に選択的に切り換
えるための切換スイッチ５２が設けられており、各スイ
ッチ（５０、５２）の選択信号はＣＰＵ３４に入力され
る。

【００２５】フォーカス操作方式の切換スイッチ５０に
よってマニュアル方式が選択された場合には、フォーカ
スデマンドからの操作が無効となり、フォーカスリング
４をカメラマンが手で回動操作することによりフォーカ
スレンズ２６を移動させるマニュアルフォーカス操作が
可能となる。また、サーボ方式が選択された場合には、
上述した通り、フォーカスデマンドによるフォーカス操
作が可能となる。

【００２６】同様に、ズーム操作方式の切換スイッチ５
２によってマニュアル方式が選択された場合には、ズー
ムシーソースイッチ１８やズームデマンドからの操作が
無効となり、ズームリング６をカメラマンが手で回動操
作することによりズームレンズ２８を移動させるマニュ
アルズーム操作が可能となる。サーボ方式が選択された
場合には、上述した通り、ズームシーソースイッチ１８
やズームデマンドによるズーム操作が可能となる。

【００２７】ドライブユニット１２は、異なる機種のレ
ンズ本体２４にも接続して使用できるように、メモリ５
４内に対応機種のデータが格納されている。メモリ５４
はＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性のものが適用される。レ
ンズ本体２４とドライブユニット１２の連結部分には、
レンズ本体２４側にレンズ機種（型名）情報を提供する
レンズ識別手段５６が設けられ、ドライブユニット１２
側にレンズ識別手段５６からの情報を読み取るためのレ
ンズ型名読取手段５８が設けられている。

【００２８】レンズ本体２４にドライブユニット１２を
連結すると、レンズ型名読取手段５８によってレンズ型
名が自動検出され、その情報がＣＰＵ３４に入力され
る。ＣＰＵ３４は制御対象のレンズ機種を自動認識し、
当該レンズの制御に必要なデータをメモリ５４から読み
出して利用する。

【００２９】図３には、メモリ５４に格納されるレンズ
データの例が示されている。同図では三種類のレンズ機
種に対応するレンズデータが示されているが、メモリ５
４内には対応機種全てに関する複数のレンズデータが格
納されている。なお、機種の追加、仕様変更などに対応
できるように、通信機能その他のデータ送受信手段を用
いてメモリ５４内のレンズデータの追加・更新（アップ
デート）を可能にする態様も好ましい。

【００３０】図３に示すように、各レンズ機種毎のレン
ズデータは、「レンズ型名」、「焦点距離データ」、
「被写体距離データ（最小撮影可能距離：ＭＯＤ）」、
「ランピング補正データ」、「ポンピング補正デー
タ」、「瞳位置データ」等を含む。

【００３１】ランピングとは、図４に示したように、ズ
ームレンズをワイドからテレ方向に変化させたとき、あ
る焦点距離からＦ値が落ち込んでいく現象をいい、ラン
ピング補正とは、Ｆ値が低下する手前でズーム動作を停
止させる機能である。ＣＰＵ３４は、開放Ｆ値及び焦点
距離等のデータからランピングポイントを演算してズー
ムを制御する。

【００３２】ポンピングとは、フォーカシングによる画
角変化をいい、このようなフォーカス移動に伴う画角変
動を防止するために、フォーカス移動に応じて画角を一
定に保つようにズーム位置を自動制御する機能をポンピ
ング補正（画角補正）という。メモリ５４には、図５に
示すように、各焦点距離でのフォーカス移動量に対する
ズーム移動量が記憶されている。例えば、フォーカスを
全ストロークの１０％動かしたときには、ズームを全ス
トロークの５％動かすといったようなデータが記憶され
ている。

【００３３】出射瞳位置は、ズーム、フォーカス、アイ
リスの各ポジションによって変化する。メモリ５４に
は、あるＦ値の時の瞳位置がデータとして記憶される。
この瞳位置データは、図示せぬカメラ側に伝達され、カ
メラ側でカラーシェーディング補正に利用される。

【００３４】カメラとドライブユニット１２の間はシリ
アル通信によって情報の伝達が行われる。レンズ型名、
ＭＯＤ、開放Ｆ値、瞳位置、フォーカス位置、ズーム位
置、アイリス位置等のデータは、ドライブユニット１２
からカメラ側に送られる。

【００３５】次に、レンズ機種を自動認識する手段の具
体例（第１の例〜第３の例）について説明する。

【００３６】図６乃至図８には、第１の例が示されてい
る。図６に示したように、レンズ鏡胴２の側面にコネク
タ（オス）６０が設けられ、ドライブユニット１２側に
はコネクタ６０に係合可能なコネクタ（メス）６２が設
けられている。図７に示すように、コネクタ６０、６２
はレンズ鏡胴２の光軸方向に沿って長い形状を有し、コ
ネクタ６０のピン配列は、レンズ機種毎に異なるパター
ンを有している。ドライブユニット１２側のコネクタ６
２は、全種類のコネクタ６０と適合し、コネクタ６２に
接続されたコネクタ６０の形状に応じた電気信号がＣＰ
Ｕ３４に入力されることにより、ＣＰＵ３４はレンズ機
種を判別することができる。

【００３７】コネクタ６０、６２のオス／メスの関係
は、逆の構成も可能である。図８（Ａ）に示したよう
に、レンズ鏡胴２側にレンズ機種に応じた凹凸パターン
を有するコネクタ（メス）６４を形成し、ドライブユニ
ット１２側に、図８（Ｂ）に示すような、コネクタ（オ
ス）６６を設ける態様も可能である。この場合、ドライ
ブユニット１２側のコネクタ６６のピン６６Ａは突没自
在に構成され、レンズ鏡胴２側の凹凸パターンに適合し
てピン６６Ａの状態が変化する。図８（Ａ）では、ズー
ム比１５倍のレンズと、２０倍のレンズについてコネク
タ６４の凹凸パターンを変えた例が示されているが、二
種類に限らず、更に多数のレンズ機種についてそれぞれ
固有の凹凸パターンを設定することができる。

【００３８】図９及び図１０には第２の例が示されてい
る。これらの図面に示したように、レンズ鏡胴２の側面
にバーコード７０が設けられ、ドライブユニット１２側
にバーコード読取装置７２が設けられている。バーコー
ド７０は、レンズ機種毎に異なるコードパターンを有し
ている。図１０では、ズーム比１５倍のレンズと、２０
倍のレンズの各バーコード７０が示されているが、これ
らに限らず、更に多数のレンズ機種についてそれぞれ固
有のバーコードが設定される。

【００３９】レンズ鏡胴２にドライブユニット１２を装
着すると、バーコード読取装置７２によってバーコード
７０が読み取られ、その情報がＣＰＵ３４に入力される
ことにより、レンズ機種が自動認識される。

【００４０】図１１及び図１２には第３の例が示されて
いる。図１１に示したように、レンズ鏡胴２の側面に凸
部７４が設けられ、ドライブユニット１２側にはフォト
インタラプタ７６が設けられている。凸部７４は、図１
２（Ａ）に示すように、レンズ機種毎に異なるキー形状
を有している。同図では、ズーム比１５倍のレンズと、
２０倍のレンズについて凸部７４の形状を変えた例が示
されているが、二種類に限らず、更に多数のレンズ機種
についてそれぞれ固有のキー形状を設定することができ
る。

【００４１】フォトインタラプタ７６は、図１２（Ｂ）
に示すように、複数個がアレイ状に配列されており、レ
ンズ鏡胴２側の凸部７４がフォトインタラプタ７６の検
出溝７６Ａに挿入されるか否かによって凸部７４の形状
に応じた検出信号がフォトインタラプタ７６から出力さ
れる。ＣＰＵ３４は、フォトインタラプタ７６からの検
出信号に基づいてレンズ機種を判別することができる。

【００４２】

【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、レンズ本体に設けた識別手段をレンズ駆
動装置の情報読取手段によって読み取り、制御対象とな
るレンズの機種を自動認識して、そのレンズに適したレ
ンズデータをデータ格納手段から取り出せるようにした
ので、一つのレンズ駆動装置を複数のレンズ機種につい
て共通に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるテレビカメラ用のレンズ装
置（ＥＮＧレンズ）の一例を示した外観図

【図２】本例のレンズ装置の構成を示すブロック図

【図３】レンズデータを格納しているメモリのメモリマ
ップの概念図

【図４】ランピング補正機能を説明するために使用した
グラフ

【図５】画角補正機能を説明するために使用したグラフ

【図６】レンズ機種を自動認識する手段の第１の例を示
す概略図

【図７】図６に示したレンズ装置の側面図

【図８】図６に示したレンズ装置のレンズ鏡胴側に設け
たコネクタとドライブユニット側に設けたコネクタの一
例を示す図

【図９】レンズ機種を自動認識する手段の第２の例を示
す概略図

【図１０】図９に示したバーコードの例を示す図

【図１１】レンズ機種を自動認識する手段の第３の例を
示す概略図

【図１２】図１１に示したレンズ装置のレンズ鏡胴側に
設けた凸部とドライブユニット側に設けたフォトインタ
ラプタの例を示す図

【符号の説明】 １…レンズ装置、２…レンズ鏡胴（レンズ本体）、１２
…ドライブユニット（レンズ駆動装置）、２４…レンズ
本体、２６…フォーカスレンズ、２８…ズームレンズ、
３０…フォーカス駆動用モータ、３２…ズーム駆動用モ
ータ、３４…ＣＰＵ（制御手段）、５４…メモリ（デー
タ格納手段）、５６…レンズ識別手段（識別手段）、５
８…レンズ型名読取手段（情報読取手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸方向に移動可能なレンズが鏡胴に収
   納されて成るレンズ本体と、前記レンズ本体に装着され
   て前記レンズを電動で駆動するレンズ駆動装置と、から
   構成されるレンズ装置において、 前記レンズ本体にはレンズ機種の識別情報を提供する識
   別手段が設けられ、 前記レンズ駆動装置は、前記識別手段から識別情報を取
   得する情報読取手段と、 複数のレンズ機種について各機種毎にレンズ制御に必要
   なデータが格納されているデータ格納手段と、 前記情報読取手段で取得した識別情報が示すレンズ機種
   に対応するデータを前記データ格納手段から得てレンズ
   機種に応じたレンズ制御を行う制御手段と、 を備えていることを特徴とするレンズ装置。
2. 【請求項２】 前記データ格納手段には、テレ方向のズ
   ーミング操作に伴うＦ値の低下を回避するためズーム動
   作を制限するランピング補正、及びフォーカシングに伴
   う画角変動をズーム動作で補正して画角を一定に保つ画
   角補正のうち少なくとも一方の補正機能に必要なデータ
   が格納されていることを特徴とする請求項１に記載のレ
   ンズ装置。
3. 【請求項３】 前記情報読取手段は、前記レンズ駆動装
   置を前記レンズ本体に装着した状態で前記識別手段から
   自動的に前記識別情報を取得することを特徴とする請求
   項１又は２に記載のレンズ装置。