JP3483211B2 - テレビカメラ用レンズの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビカメラ用レンズ
を駆動するための装置に関し、特に放送用の大型テレビ
カメラにおいて撮影レンズを駆動する際に、レンズユニ
ットに接続されたサーボユニットによりフォーカスサー
ボあるいはズームサーボによる制御を行なう駆動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スタジオに設置するような放
送用大型テレビカメラにおいては、または、ハンディタ
イプのビデオカメラを三脚に搭載し撮影を行う場合に
は、このテレビカメラもしくはビデオカメラのパンもし
くはチルト操作を行うためのハンドルを設置するととも
に、このハンドル等に対してグリップ型に形成されたレ
ンズコントローラを取り付けて、このレンズコントロー
ラの操作によってレンズのフォーカス操作およびズーム
操作を行うようにしている。

【０００３】すなわち、ビデオカメラは、カメラ本体と
レンズユニットを備えており、カメラ本体がその三脚の
雲台に取り付けられている。そして、上記三脚の雲台に
はパンバーが取り付けられてビデオカメラのパーン操
作、チルト操作が行われる。また、上記パンバーにはレ
ンズコントローラが取付具によって取り付けられてい
る。このレンズコントローラからのコントロール信号は
コードを介してレンズユニットのレンズ駆動部に入力さ
れ、レンズコントローラの操作により、このレンズ駆動
部に配されたフォーカスレンズユニットおよびズームレ
ンズユニットのサーボモータを駆動してフォーカス調整
およびズーム調整を行うように構成されている。

【０００４】図４はレンズユニットの下部に配されたレ
ンズ駆動部をこのレンズユニットの下方から視た場合の
斜視図を示すものである。

【０００５】すなわち、レンズユニット１の内部には撮
影レンズが内蔵されており、ユニット前面にはフード1a
が取り付けられている。また、このレンズユニット１の
下部には凹部３が形成されており、この凹部３にフォー
カス用サーボユニット5aおよびズーム用サーボユニット
5bが並列して配されてレンズ駆動部が構成される。

【０００６】上記凹部３の前側壁部には上記２つのサー
ボユニット5a，5bの各々に対応してカプラ7a，7bおよび
電気コネクタ9a，9bが配されており、上記２つのサーボ
ユニット5a，5bが各々所定位置に配されたときに、カプ
ラ7a，7bが上記サーボユニット5a，5bのカプラ11a ，11
b と、また電気コネクタ9a，9bが上記サーボユニット5
a，5bの電気コネクタ13a ，13b と各々接続されること
となる。

【０００７】また、上記凹部３の後方上壁部にはケーブ
ルコネクタ15が取り付けられており、前述したレンズコ
ントローラからのケーブルが接続されるようになってい
る。これにより、レンズコントローラからの各種信号が
レンズユニットに入力され、そのうち、レンズ駆動に必
要なコントロール信号は電気コネクタ9a，9b，13a ，13
b を介して各サーボユニット5a，5bに入力される。

【０００８】なお、各サーボユニット5a，5bが上記凹部
３の所定位置に配された場合、これら各サーボユニット
5a，5bが位置決め用突起17a ，17b によって位置決めさ
れ、さらにこれら各サーボユニット5a，5bを上下方向に
貫通する取付け用ネジ19a ，19b が上記凹部３の上壁部
に形成された雌ネジ部21a ，21b に螺入されることによ
りこれら各サーボユニット5a，5bが所定位置に固定され
ることとなる。

【０００９】レンズユニット１内の撮影レンズのフォー
カスサーボおよびズームサーボは、各サーボユニット5
a，5b内のサーボ回路によりなされ、これに基づいて回
転制御されるサーボモータにより撮影レンズが駆動され
る。具体的にはサーボ回路からの駆動信号に基づきサー
ボモータが回転駆動され、これによりサーボユニット5
a，5bのカプラ11a ，11b が所定方向に回転し、このカ
プラ11a ，11b と結合されているレンズユニット１のカ
プラ7a，7bが回転し、レンズユニット１内の撮影レンズ
のフォーカスレンズ系およびズームレンズ系が前後方向
に移動調整されることとなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した２
つのサーボユニットは同様の回路構成となっており、フ
ォーカスサーボ用として使用するか、ズームサーボ用と
して使用するかによってフォーカス用サーボユニットと
なったりズーム用サーボユニットとなったりする。

【００１１】したがって、ユニットに出力される最大電
流容量は両サーボユニット共に等しい値となっており、
例えば１Ａに設定されている。

【００１２】しかしながら、フォーカス用サーボとズー
ム用サーボでは必要とされる駆動トルクが異なり、特に
近年の高画質化の要請に基づいてフォーカスレンズの径
が大型化してフォーカス用サーボに要する駆動トルクが
大きくなっているので、ズーム用サーボに比べてフォー
カス用サーボに大きな電流が必要とされる。

【００１３】このように、ズーム用サーボの最大電流容
量は一般に、フォーカス用サーボの最大電流容量よりも
小さくて充分であるのにフォーカス用サーボと同じ最大
電流容量に設定されており、このため、装置全体の電流
容量が大きくなるという問題があった。

【００１４】さらに、上記ズーム用サーボは主に速度制
御が、また上記フォーカス用サーボは主に位置制御が用
いられるように切り換えるようになっているが、上記両
サーボユニットの制御ゲインを同じ値に設定しておくと
速度制御と位置制御では適切な制御ゲインの値が異なる
ことから、フォーカス用サーボであるかズーム用サーボ
であるかによって制御ゲインの設定を変更することがで
きるようにしておくのが望ましい。

【００１５】すなわち一般に、速度制御では制御ゲイン
をあまり高くするとオフセットが生じやすくなり望まし
くないが、位置制御ではこのようなことはなくむしろ微
調整を行なうために制御ゲインを高くする必要があるた
めである。

【００１６】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、レンズユニットのレンズ駆動部に設定されたサー
ボユニットの種類に応じ、そのサーボ回路の特性に応じ
た適切な制御を行ない得るテレビカメラ用レンズの駆動
装置を提供することを目的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明のテレビカメラ用
レンズの駆動装置は、テレビカメラの撮影レンズを駆動
するためのサーボユニットが、前記撮影レンズが内蔵さ
れたレンズユニットに電気的に接続されてなるテレビカ
メラ用レンズの駆動装置において、前記サーボユニット
が前記レンズユニットと電気的に接続されたときに、そ
のサーボユニットの種類に応じた識別情報をそのサーボ
ユニットに供給する識別情報供給手段と、該供給された
識別情報に応じて該サーボユニットのレンズ駆動用制御
ファクタを変更する制御ファクタ変更手段とを備えてな
り、前記変更されるレンズ駆動用制御ファクタがサーボ
モータを駆動するための電流値とされたことを特徴とす
るものである。

【００１８】また、前記サーボユニットが、互いに略同
一構成とされた、フォーカスレンズを駆動するためのフ
ォーカス用サーボユニットとズームレンズを駆動するた
めのズーム用サーボユニットとからなり、該サーボユニ
ットには駆動電流の上限値を制御する電流制限制御信号
の入力部と、この入力部を介して該電流制限制御信号が
入力された場合に、この電流制限制御信号に応じて前記
駆動電流の上限値を上方に変更する電流制限変更回路と
が設けられており、前記フォーカス用サーボユニットに
おいては前記入力部と前記電流制限変更回路の間の配線
がありとされ、前記ズーム用サーボユニットにおいては
前記入力部と前記電流制限変更回路の間の配線がなしと
されることで、前記識別情報供給手段が構成されること
が好ましい。

【００１９】

【作用】上記構成によれば、設定されたサーボユニット
の種類に応じて該サーボユニットに識別情報を供給し、
この供給された識別情報に応じてモータ駆動電流値や制
御ゲイン等のレンズ駆動用制御ファクタを変更するよう
にしているので、各サーボユニットが略同様の回路構成
を有していてもそのサーボユニットの特性に応じた、適
切な制御を行なうことが可能となる。

【００２０】また、レンズ駆動用制御ファクタをモータ
駆動用の電流値とすれば、例えばフォーカス用サーボユ
ニットの最大電流容量を大、ズーム用サーボユニットの
最大電流容量を小というように設定することができ、各
サーボユニットに充分な電流を供給しつつ、装置全体の
電流容量を低減させることが可能となる。

【００２１】

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例に係るテレビカメラ用
レンズの駆動装置について図面を用いて説明する。

【００２３】この駆動装置は、放送用の大型テレビカメ
ラのレンズユニットの下部に配されていて、このレンズ
ユニットに内蔵されている撮影レンズ部のフォーカスレ
ンズおよびズームレンズを前後に移動調整せしめるもの
で、その配置および接続等は、図４に示されている装置
と同様であるからその配置および接続等の詳細な説明は
省略する。

【００２４】図１は、本実施例装置の特徴部分である、
フォーカス用サーボユニット内の回路を示すブロック図
である。

【００２５】このフォーカス用サーボユニット31は電気
コネクタ33を介してレンズユニットと電気的に接続され
ており、このレンズユニットを介して、レンズコントロ
ーラからコントロール信号および位置信号が入力され
る。電気コネクタ33からフォーカス用サーボユニット31
内に入力されたコントロール信号は位置制御／速度制御
切換回路35を介して信号増幅回路37に入力され、この後
信号増幅されて駆動回路39に入力される。駆動回路39か
らはモータ駆動信号が出力され、この駆動信号は電流制
限変更回路41を介してサーボモータ43に入力されこのサ
ーボモータ43を駆動する。

【００２６】また、サーボモータ43にはタコジェネレー
タ45が取り付けられており、サーボモータ43の回転に応
じたレベル信号を信号増幅回路37に帰環せしめるように
なっている。

【００２７】また、信号増幅回路37には目標値を表わ
す、ポテンショメータからの位置信号が入力されるよう
になっており、これにより、サーボモータ43の駆動が目
標値と一致するように負帰環制御されることとなる。

【００２８】一方、電気コネクタ33には位置制御切換信
号および電流制限制御信号が入力されている。位置制御
切換信号は位置制御／速度制御切換回路35および増幅量
制御回路47に入力されるようになっており、また、電流
制限制御信号は電流制限変更回路41に入力されるように
なっている。

【００２９】これら、位置制御切換信号および電流制限
制御信号はフォーカス用サーボユニット31のみにおいて
各回路35，41，47に導く配線が形成されており、ズーム
用サーボユニットにおいてはこのような配線が形成され
ていない。

【００３０】すなわち、このフォーカス用サーボユニッ
ト31において、位置制御／速度制御切換信号が位置制御
／速度制御切換回路35に入力されると速度制御系から位
置制御系に切り換えられるのに対し、ズーム用サーボユ
ニットでは位置制御／切換信号が内部回路に入力されな
いので速度制御系に設定されたままの状態とされる。

【００３１】また、この位置制御／速度制御切換信号は
増幅量制御回路47にも入力される。位置制御／速度制御
切換信号が入力されると増幅量制御回路47は信号増幅回
路37にゲイン変更信号を出力し、信号増幅回路37におい
て制御ゲインを位置制御に応じた値に切り換える。すな
わち、速度制御では制御ゲインをあまり高く設定すると
オフセットの微調整が必要であるので一定の値に制限さ
れているが、位置制御ではあまり問題にならず、むしろ
微調整が容易となるように制御ゲインを高く設定するの
が望ましく上記制御ゲインの制限を変更する。

【００３２】また、上述したようにこのフォーカス用サ
ーボユニット31においては電流制限制御信号が電流制限
変更回路41に入力されるようになっており、この電流制
限制御信号の入力により電流制限変更回路41におけるモ
ータ駆動電流の電流制限が変更されるようになってい
る。

【００３３】すなわち、このフォーカス用サーボユニッ
ト31においては、電流制限制御信号の入力によりモータ
駆動電流の電流制限が変更されて大きな駆動電流、例え
ば１Ａの電流によってサーボモータ43が駆動されるのに
対し、ズーム用サーボユニットにおいては、電流制限制
御信号が電流制限変更回路41に入力されないのでモータ
駆動電流の電流制限は変更されず、小さな駆動電流、例
えば700 ｍＡの電流によってサーボモータ43が駆動され
る。

【００３４】このようにサーボユニットの種類によって
サーボモータ43の駆動電流値を切り換えているのは、フ
ォーカスサーボにおいてはサーボモータ43によって大径
で重量の大きいフォーカスレンズ系を移動しなければな
らないのに対し、ズームサーボにおいてはサーボモータ
43によって小径で重量の小さいズームレンズ系を移動す
ればよいからである。

【００３５】図２は、上記電流制限変更回路41の具体例
を示すものである。すなわち、この図２によれば電気コ
ネクタ33からの電流制限制御信号（Ｈレベル）は電流制
限変更回路41のトランジスタ51のベースに入力される。
この電流制限制御信号が入力されるとトランジスタ51は
ＯＮ状態となり、リレー53のコイル53a に電流が流れ、
スイッチ53b が閉状態となる。スイッチ53b が閉状態と
なると抵抗55に電流が流れ、この抵抗55と並列に配され
た抵抗57の両端電圧が変化する。この抵抗57の両端電圧
の変化は電圧検出部59により検出される。この電圧検出
部59は、上記両端電圧が低下したことを検出すると、駆
動回路39内に配された増幅部39a にゲイン変更信号を送
出し、サーボモータ43に流れる駆動電流の電流制限を変
更し、増幅率を高めるように指示する。これによりフォ
ーカス用サーボユニット31のサーボモータ43に流れる電
流を大電流に切り換えることが可能となる。

【００３６】図３は、上述した増幅量制御回路47と、信
号増幅回路37の一部の具体例を示すものである。すなわ
ち、図３に示すように、電気コネクタ33からの位置制御
切換信号（Ｈレベル）は増幅量制御回路47のトランジス
タ61のベースに入力される。この位置制御切換信号が入
力されるとトランジスタ61はＯＮ状態となり、リレー63
のコイル63a に電流が流れ、スイッチ63b が開状態とな
る。これにより信号増幅回路37のオペアンプ37a の増幅
率は抵抗37b の抵抗値と抵抗37c の抵抗値との比率に応
じた値となり、オペアンプ37a による増幅率（ゲイン）
は大きくなる。

【００３７】これに対しズーム用サーボユニットにおい
ては増幅量制御回路47に位置制御切換信号が入力されな
いのでリレー63のスイッチ63b は閉状態のままであり、
オペアンプ37a の増幅率は抵抗65と抵抗37b の合成抵抗
値と抵抗37c の抵抗値の比率に応じた値となり、オペア
ンプ37a の増幅率（ゲイン）は低い状態に保たれる。

【００３８】なお、本発明のテレビカメラ用レンズの駆
動装置としては上述した実施例のものに限られず、種々
の態様の変更が可能である。

【００３９】例えば、上述した実施例ではサーボユニッ
トの種類に応じた識別情報を供給する識別情報供給手段
として、各信号が入力されるコネクタ端子からこの信号
を所定の回路まで導く配線を設けるようにしているが、
本発明装置の識別情報供給手段としてはサーボユニット
の種類に応じて各信号を所定の回路に入力できる手段で
あればよく、サーボユニットの種類に応じて所定の信号
を発生する手段、あるいは信号を通過せしめるか遮断せ
しめるかを選択するスイッチ手段等を用いることも可能
である。さらに、このような識別情報供給手段としては
電気信号によるものに限られず、例えばメカ的手段ある
いは光学的手段によるものであってもよい。

【００４０】また、上述した装置の回路としても種々の
態様の変更が可能であり、例えば位置制御切換信号と電
流制限制御信号は一つのコネクタ端子から入力される同
一信号とすることも可能である。

【００４１】さらに、上述した実施例ではフォーカス用
サーボユニットのみに識別信号を入力せしめるようにし
ているが、ズーム用サーボユニットのみに識別信号を入
力せしめるようにすることも可能であり、また状況に応
じてズーム用サーボユニットのモータ駆動電流および制
御ゲインをフォーカス用サーボユニットのそれに比べて
大きくするように設定することも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、サーボユニ
ットの種類に応じてモータ駆動電流値からなるレンズ駆
動用制御ファクタを変更するようにしているので、各サ
ーボユニットの回路構成が略同様であっても、各サーボ
ユニットの特性に応じた適切な制御を行なうことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のテレビカメラ用レンズの駆動装置にお
けるフォーカス用サーボユニットの回路構成を示すブロ
ック図

【図２】図１に示す電流制限変更回路の具体例を示す回
路図

【図３】図１に示す増幅量制御回路および信号増幅回路
の具体例を示す回路図

【図４】テレビカメラ用レンズの駆動装置の配置、接続
を示す概略斜視図

【符号の説明】

１ レンズユニット 5a，31 フォーカス用サーボユニット 5b ズーム用サーボユニット 7a，7b，11a ，11b カプラ 9a，9b，13a ，13b 電気コネクタ 15 ケーブルコネクタ 35 位置制御／速度制御切換回路 37 信号増幅回路 39 駆動回路 41 電流制限変更回路 43 サーボモータ 45 タコジェネレータ 47 増幅量制御回路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビカメラの撮影レンズを駆動するた
   めのサーボユニットが、前記撮影レンズが内蔵されたレ
   ンズユニットに電気的に接続されてなるテレビカメラ用
   レンズの駆動装置において、 前記サーボユニットが前記レンズユニットと電気的に接
   続されたときに、そのサーボユニットの種類に応じた識
   別情報をそのサーボユニットに供給する識別情報供給手
   段と、 該供給された識別情報に応じて該サーボユニットのレン
   ズ駆動用制御ファクタを変更する制御ファクタ変更手段
   とを備えてなり、 前記変更されるレンズ駆動用制御ファクタがサーボモー
   タを駆動するための電流値とされたことを特徴とするテ
   レビカメラ用レンズの駆動装置。
2. 【請求項２】 前記サーボユニットが、互いに略同一構
   成とされた、フォーカスレンズを駆動するためのフォー
   カス用サーボユニットとズームレンズを駆動するための
   ズーム用サーボユニットとからなり、該サーボユニット
   には駆動電流の上限値を制御する電流制限制御信号の入
   力部と、この入力部を介して該電流制限制御信号が入力
   された場合に、この電流制限制御信号に応じて前記駆動
   電流の上限値を上方に変更する電流制限変更回路とが設
   けられており、 前記フォーカス用サーボユニットにおいては前記入力部
   と前記電流制限変更回路の間の配線がありとされ、前記
   ズーム用サーボユニットにおいては前記入力部と前記電
   流制限変更回路の間の配線がなしとされることで、前記
   識別情報供給手段が構成されることを特徴とする請求項
   １記載のテレビカメラ用レンズの駆動装置。