JP2004078078A - Lens driving device - Google Patents
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Abstract
Description
【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、特にテレビカメラ用の大型撮影レンズをモータによって駆動するレンズ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、テレビカメラに使用される撮影レンズ(EFPレンズ等)には、焦点合わせのためのフォーカスレンズ(群)や変倍のためのズームレンズ(群)等の可動レンズ(群)が配置されており、それらの可動レンズをモータ駆動するためにレンズ駆動装置が使用されている。一般に、テレビカメラ用の撮影レンズ、特にスタジオで使用されるEFPレンズは、口径が大きく個々の可動レンズ(群)だけでも数キログラムの重量があり、これらの可動レンズ(群)をモータで駆動している(特開平11−261873号公報)。
【0003】
一方、天井又は床等に配置された対象物を撮影するために、撮影レンズ(テレビカメラ)を大きく上向き又は下向きに傾斜させる場合がある。このような場合、フォーカスレンズやズームレンズ等の可動レンズを駆動するのにモータに大きな負荷がかかる。このため従来は、撮影レンズを水平にしているときよりもモータに供給する駆動電流を増加させ、モータのトルクを増加させることで、大きな負荷に抗して可動レンズを移動させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにモータの駆動電流を増加させると電源の消費電力が増えるとともに、バッテリ使用時等のように電源の残り容量が少なくなった場合には、レンズが全く動作しなかったり、最悪の場合には電源がダウン(カメラ及び撮影レンズの動作が完全に停止)してしまうおそれがあった。
【0005】
一方、撮影レンズを大きく上向き又は下向きにして撮影する場合は、特殊な撮影状況であり、その状況でフォーカスやズームを大きく変更し、又は、ハイスピードで動作させることは少ないため、可動レンズをハイスピードで動かす必要性は少ない。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮影レンズが大きく傾いている場合に、レンズ駆動のための消費電力の増大を防止すると共に、モータ駆動の可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態を防止して、最低限必要なレンズ動作を確保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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、光軸方向に移動可能な可動レンズと、該可動レンズを駆動する動力を発生させるモータと、該モータの動力を前記可動レンズを駆動する動力として前記可動レンズに伝達する動力伝達機構と、を備えたレンズ駆動装置において、前記動力伝達機構の一部を形成し、前記モータの動作速度と前記可動レンズの動作速度との速度比を可変にする変速機構と、前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさに関連するトルク情報として前記可動レンズの光軸方向の傾斜角度、又は、前記モータに供給される駆動電流の大きさを検出するトルク情報検出手段と、前記トルク情報検出手段によって検出されたトルク情報に基づいて前記変速機構の速度比を変更し、前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさを変更する速度比変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【0008】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記動力伝達機構の可動部分に前記可動レンズの位置を検出するための位置検出センサが係合している場合において、前記変速機構は、前記モータから前記位置検出センサまでの動力伝達経路に配置されることを特徴としている。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記速度比変更手段は、所定の条件の場合に、前記変速機構の速度比の変更を実行しないモードを備えたことを特徴としている。
【0010】
本発明によれば、モータと可動レンズとの間の動力伝達機構に変速機構を配置し、撮影レンズ(可動レンズ)の傾き等に応じて変速機構における速度比を変更するようにしてモータのトルクの増大を防止するようにしたため、撮影レンズが傾いた場合であっても、レンズ駆動のための消費電力の増大が防止されると共に、可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態が防止され、最低限必要なレンズ動作が確保されるようになる。
【0011】
【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。
【0012】
図1は、本発明が適用されるレンズ駆動装置の概略構成を示した図である。同図において可動レンズ10は、例えば、テレビカメラ用に使用される撮影レンズ(EFPレンズ等)のレンズ鏡胴(固定筒12)内に配置される焦点合わせのためのフォーカスレンズ(群)や変倍のためのズームレンズ(群)等の可動レンズ(群)を示しており、この可動レンズ10は撮影レンズ(可動レンズ10)の光軸方向に移動可能に配置されている。本実施の形態で示す例では、可動レンズ10は、レンズ保持枠14に保持され、そのレンズ保持枠14にピン16が突設されている。そして、そのピン16が固定筒12の直進溝12Aを介してカム筒18のカム溝18Aに係合しており、カム筒18が回動することによって、可動レンズ10が光軸方向に移動するようになっている。
【0013】
一方、同図の制御回路20には、可動レンズ10の移動位置又は移動速度の指令値を示す指令信号が例えば図示しないコントローラから与えられるようになっており、制御回路20はその指令信号の指令値に従って、可動レンズ10の駆動用モータ22(以下、モータ22という)の回転速度を制御する制御信号をモータ駆動回路24に与える。尚、制御回路20に可動レンズ10の移動位置の指令値が与えられる場合、例えば、現在の可動レンズ10の位置を示す位置信号を同図の位置検出センサ(ポテンショメータ)26から取得し、指令値と現在位置との差に応じた回転速度での動作を指令する制御信号をモータ駆動回路24に与える。同図の位置検出センサ26は、モータ22から可動レンズ10までの動力伝達機構の可動部であるギヤ44に係合し、ギヤ44の回転角度により可動レンズ10の位置を検出している。
【0014】
モータ駆動回路24は、制御回路20から与えられた制御信号の回転速度に対応した駆動電圧をモータ22に印加すると共に、モータ22で発生するトルクに応じた駆動電流をモータ22に供給する。これにより、モータ22が制御信号で示す回転速度で回転する。尚、モータ駆動回路24にはバッテリ、商用電源等の電源25が接続されており、モータ22への駆動電圧や駆動電流は、その電源25から取得される。
【0015】
モータ22と可動レンズ10との間は、上述したカム筒18の他にギヤ、無段階変速機構28等から構成される動力伝達機構30によって連結されており、モータ22が回転すると、モータ22の出力軸が回転し、ギヤ32、34を介して無段階変速機構28の一方の円錐ベルト車(原車)36Aが回転する。
【0016】
ここで、無段階変速機構28は、図2に示すように2つの円錐状の円錐ベルト車36A、36Bが回転軸を平行にして、且つ、向きを反対にして配置され、各円錐ベルト車36A、36Bの間に無端のベルト38が掛け渡されている。これによって、上述のように円錐ベルト車36Aが回転すると、ベルト38を介して他方の円錐ベルト車(従車)36Bが回転する。また、ベルト38には案内ローラ40が係合されており、この案内ローラ40が図示しないモータにより回転軸方向に移動することによって、ベルト38が円錐ベルト車36A、36Bの回転軸方向に移動するようになっている。これによって円錐ベルト車36Aと円錐ベルト車36Bの回転速度比が可変される。尚、ベルト38の位置を可変する機構を図1ではベルト駆動部41として表している。
【0017】
図1において上述のようにモータ22が回転して無段階変速機構28の円錐ベルト車36Aが回転すると、無段階変速機構28の他方の円錐ベルト車36Bが回転し、ギヤ42、44を介してカム筒18が回転する。これによって、可動レンズ10が光軸方向に移動する。
【0018】
また、撮影レンズの所定箇所に撮影レンズの光軸の傾斜角度(光軸を含む鉛直面内での水平方向からの傾き)、即ち、可動レンズ10の光軸の傾斜角度を検出する傾斜角度検出センサ46が設置されており、その傾斜角度検出センサ46によって検出される傾斜角度が制御回路20に与えられるようになっている。
【0019】
制御回路20は、傾斜角度検出センサ46から与えられた傾斜角度に基づいて、ベルト駆動部41に制御信号を送り、上記案内ローラ40(図2参照)の位置を制御して無段階変速機構28の速度比を制御する。例えば、傾斜角度検出センサ46によって検出される傾斜角度が大きい程、無段階変速機構28の速度比 ((円錐ベルト車36Bの回転速度)/(円錐ベルト車36Aの回転速度))が小さくなるようにベルト駆動部41によってベルト38の位置を変更する(円錐ベルト車36Aの径が太くなる方向にベルト38を移動する)。これによって、可動レンズ10を動かすのに必要なモータ22のトルクが軽減し、モータ駆動回路24(電源25)からモータ22に供給される駆動電流の増加が軽減される。
【0020】
尚、ベルト38の位置の制御において、可動レンズ10を駆動するために必要なモータ22のトルクが所定値以上に増加しないように、例えば、傾斜角度検出センサ46によって検出される傾斜角度に対して事前に決められた位置にベルト38の位置を変更する。
【0021】
以上、上記実施の形態では、円錐ベルト車36A、36Bを用いた無段階変速機構28によってモータ22と可動レンズ10の動作速度の速度比を変更するようにしたが、これに限らず、段車を用いた変速機構等、他の変速機構の構成であってもよい。
【0022】
また、上記実施の形態では、可動レンズ10の傾斜角度を検出し、その傾斜角度に基づいて変速機構の速度比を制御するようにしたが、速度比の制御は可動レンズ10の傾斜角度を検出して行う場合に限らない。例えば、可動レンズ10を駆動するために必要なモータ22のトルクが一定値を超えないように変速機構の変速比を制御すればよく、モータ22に供給される駆動電流の値を検出し、その駆動電流の値が所定値以上に増加しないように変速機構の速度比を制御するようにしてもよい。また、駆動電圧も考慮した消費電力が所定値以上に増加しないように変速機構の速度比を制御するようにしてもよい。
【0023】
また、上記実施の形態では、可動レンズ10を駆動する機構としてカム筒18をモータ22で回転させカム筒18のカム溝18Aに可動レンズ10を従動させて可動レンズ10を光軸方向に移動させるものとしたが、他の機構によってモータ22の動力を可動レンズ10の光軸方向への駆動力として伝達する場合においても本発明を適用することができる。この場合において変速機構は、可動レンズ10の位置検出に影響を与えない位置、即ち、位置検出センサとモータ22までの動力伝達経路に挿入配置させるようにすると好適である。
【0024】
また、上記実施の形態において、変速機構(無段階変速機構28)の速度比を可動レンズ10の傾き等に応じて常に変更するのではなく、所定の条件の場合には速度比を所定位置(既定位置)に固定するようにしてもよい。例えば、可動レンズ10の傾き等に応じて変速機構の速度比を変更するか否かを操作者が決定するスイッチを設け、そのスイッチによって速度比を変更しないと指定された場合、又は、電源25の容量を検出し、その容量が変速機構の速度比を変更しなくても十分に可動レンズ10を駆動することができる容量の場合等は変速機構の速度比を変更しないようにしてもよい。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ駆動装置によれば、モータと可動レンズとの間の動力伝達機構に変速機構を配置し、撮影レンズ(可動レンズ)の傾き等に応じて変速機構における速度比を変更するようにしてモータのトルクの増大を防止するようにしたため、撮影レンズが傾いた場合であっても、レンズ駆動のための消費電力の増大が防止されると共に、可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態が防止され、最低限必要なレンズ動作が確保されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明が適用されるレンズ駆動装置の概略構成を示した図である。
【図2】図2は、無段階変速機構の要部構成を示した概略構成図である。
【符号の説明】
10…可動レンズ、12…固定筒、18…カム筒、20…制御回路、22…モータ、24…モータ駆動回路、25…電源、28…無段階変速機構、30…動力伝達機構、36A、36B…円錐ベルト車、38…ベルト、40…案内ローラ、41…ベルト駆動部、46…傾斜角度検出センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens driving device, and more particularly to a lens driving device that drives a large photographing lens for a television camera by a motor.
[0002]
[Prior art]
For example, a movable lens (group) such as a focus lens (group) for focusing and a zoom lens (group) for zooming is arranged in a photographing lens (EFP lens or the like) used for a television camera. A lens driving device is used to drive these movable lenses by motor. In general, a photographing lens for a television camera, particularly an EFP lens used in a studio, has a large diameter and weighs several kilograms alone for each movable lens (group), and these movable lenses (group) are driven by a motor. (JP-A-11-261873).
[0003]
On the other hand, in order to photograph an object placed on a ceiling, a floor, or the like, the photographing lens (television camera) may be largely tilted upward or downward. In such a case, a large load is applied to the motor to drive a movable lens such as a focus lens or a zoom lens. For this reason, conventionally, the movable current is moved against a large load by increasing the drive current supplied to the motor and increasing the torque of the motor as compared to when the taking lens is horizontal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the drive current of the motor is increased as described above, the power consumption of the power supply increases, and when the remaining capacity of the power supply decreases, such as when using a battery, the lens does not operate at all, or in the worst case. In the case of (1), there is a possibility that the power supply goes down (the operation of the camera and the taking lens is completely stopped).
[0005]
On the other hand, when shooting with the shooting lens facing upward or downward, it is a special shooting situation.In such a situation, it is rare to change the focus or zoom greatly or operate at high speed. There is little need to move at speed.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and when the shooting lens is greatly inclined, while preventing an increase in power consumption for driving the lens, the motor-driven movable lens does not operate, It is an object of the present invention to provide a lens driving device capable of preventing an unexpected situation such as a power failure and ensuring a minimum necessary lens operation.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a movable lens movable in an optical axis direction, a motor for generating power for driving the movable lens, and a motor for generating power for driving the movable lens. A power transmission mechanism for transmitting the driving power to the movable lens, wherein a part of the power transmission mechanism is formed, and a speed ratio between an operation speed of the motor and an operation speed of the movable lens. And a tilt mechanism in the optical axis direction of the movable lens as torque information related to the magnitude of the torque of the motor required to drive the movable lens, or supplied to the motor. Torque information detecting means for detecting the magnitude of the drive current; and changing the speed ratio of the transmission mechanism based on the torque information detected by the torque information detecting means. It is characterized by comprising: a speed ratio changing means for changing the magnitude of the torque of the motor required to drive's.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, a position detection sensor for detecting a position of the movable lens is engaged with a movable portion of the power transmission mechanism. The transmission mechanism is disposed on a power transmission path from the motor to the position detection sensor.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the speed ratio changing means has a mode in which the speed ratio of the speed change mechanism is not changed under a predetermined condition. It is characterized by.
[0010]
According to the present invention, a speed change mechanism is disposed in a power transmission mechanism between a motor and a movable lens, and the speed ratio of the speed change mechanism is changed according to the inclination of a photographing lens (movable lens) or the like, so that the torque of the motor is changed. The power consumption for driving the lens is prevented from increasing even when the taking lens is tilted, and unexpected movements such as when the movable lens does not operate or the power supply goes down are prevented. Is prevented, and the minimum required lens operation is ensured.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a lens driving device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a lens driving device to which the present invention is applied. In FIG. 1, a
[0013]
On the other hand, a command signal indicating a command value of the moving position or the moving speed of the
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
Here, as shown in FIG. 2, the stepless
[0017]
In FIG. 1, when the
[0018]
Also, at a predetermined position of the photographing lens, the inclination angle of the optical axis of the photographing lens (inclination from the horizontal direction in the vertical plane including the optical axis), that is, the inclination angle detection for detecting the inclination angle of the optical axis of the movable lens 10
[0019]
The
[0020]
In the control of the position of the
[0021]
As described above, in the above-described embodiment, the speed ratio of the operating speed of the
[0022]
Further, in the above embodiment, the inclination angle of the
[0023]
Further, in the above-described embodiment, as a mechanism for driving the
[0024]
In the above embodiment, the speed ratio of the speed change mechanism (the stepless speed change mechanism 28) is not always changed according to the inclination of the
[0025]
【The invention's effect】
As described above, according to the lens driving device of the present invention, the speed change mechanism is disposed in the power transmission mechanism between the motor and the movable lens, and the speed in the speed change mechanism is changed according to the inclination of the photographing lens (movable lens). By changing the ratio to prevent the motor torque from increasing, even when the photographing lens is tilted, the power consumption for driving the lens is prevented from increasing and the movable lens operates. This prevents an unexpected situation such as a missing or power-down, and ensures a minimum necessary lens operation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a lens driving device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a main configuration of a continuously variable transmission mechanism.
[Explanation of symbols]
Claims (3)
前記動力伝達機構の一部を形成し、前記モータの動作速度と前記可動レンズの動作速度との速度比を可変にする変速機構と、
前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさに関連するトルク情報として前記可動レンズの光軸方向の傾斜角度、又は、前記モータに供給される駆動電流の大きさを検出するトルク情報検出手段と、
前記トルク情報検出手段によって検出されたトルク情報に基づいて前記変速機構の速度比を変更し、前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさを変更する速度比変更手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。A movable lens movable in the optical axis direction, a motor for generating power for driving the movable lens, and a power transmission mechanism for transmitting the power of the motor to the movable lens as power for driving the movable lens. Lens drive device,
A transmission mechanism that forms a part of the power transmission mechanism and that varies a speed ratio between an operation speed of the motor and an operation speed of the movable lens;
Detecting the tilt angle of the movable lens in the optical axis direction or the magnitude of the drive current supplied to the motor as torque information related to the magnitude of the torque of the motor required to drive the movable lens. Torque information detecting means,
Speed ratio changing means for changing the speed ratio of the transmission mechanism based on the torque information detected by the torque information detecting means, and changing the magnitude of the torque of the motor required to drive the movable lens;
A lens driving device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002241660A JP2004078078A (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Lens driving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002241660A JP2004078078A (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Lens driving device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004078078A true JP2004078078A (en) | 2004-03-11 |
Family
ID=32024080
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002241660A Pending JP2004078078A (en) | 2002-08-22 | 2002-08-22 | Lens driving device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004078078A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2530807A (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-06 | Vitec Group Plc | A focus control device |
-
2002
- 2002-08-22 JP JP2002241660A patent/JP2004078078A/en active Pending
Cited By (4)
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WO2016051128A1 (en) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | The Vitec Group Plc | A manual focus control device |
GB2530807B (en) * | 2014-10-03 | 2017-01-18 | Vitec Group Plc | A Focus Control Device |
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