JP4239208B2

JP4239208B2 - レンズ操作装置

Info

Publication number: JP4239208B2
Application number: JP06475799A
Authority: JP
Inventors: 篤司金山
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP2000258677A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ操作装置に係り、特にテレビカメラのフォーカスレンズ等の移動レンズを駆動するレンズ操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ等に使用されるテレビレンズにおいて、プリセット機能（ショット機能）を搭載したものが知られている。プリセット機能は、フォーカスレンズ（或いはズームレンズ）をボタン操作で瞬時に所定の位置に移動させるというもので、操作部材を操作しなくても、予め所要の位置を登録等しておくことで、その位置にフォーカスレンズを簡単な操作でセットすることができるようになっている。
【０００３】
ところが、このようなプリセット機能を搭載したテレビレンズでは、プリセットによってフォーカスレンズを移動させると、フォーカスレンズの位置と、フォーカスノブ（操作部材）の回転位置との対応がずれることが問題となっていた。例えばフォーカスノブの操作量の検出に、その操作量を絶対値で出力するポテンショメータを使用すると、プリセットによってポテンショメータの端点（始端又は終端）とフォーカスレンズの端点（無限端又は至近端）とがずれるという事態が生じる。このためフォーカスレンズの全可動範囲に対して操作装置でフォーカスレンズを移動させることができない範囲が生じることとなる。一方、この問題を解消するためにプリセット後にフォーカスノブが操作された場合にはプリセットを解除し、フォーカスノブの回転位置にフォーカスレンズの位置を一致させるようにすることも可能である。しかしながら、このようにすると、プリセットを解除した瞬間、フォーカスレンズが動作するので、急激に焦点がずれて放送事故につながる可能性がある。
【０００４】
そこで、従来、操作部材の操作量の検出を多回転型のロータリーエンコーダ（インクリメンタル式ロータリーエンコーダ）で行うものが提案されている。これによれば、プリセット後にフォーカスノブが操作された場合に、プリセットした位置を起点にしてフォーカスレンズを移動させても、元々ロータリーエンコーダには端点がないため、ポテショメータのように端点がずれるということがなく、また、プリセット後にプリセットを解除する必要もないため、フォーカスノブの操作量をポテンショメータで検出する場合の問題はいずれも解消される。
【０００５】
しかしながら、上述のように、操作部材の操作量の検出を単にロータリーエンコーダで行うようにした場合には、操作部材の制止端がないため、移動レンズの端点を操作感で認識することができない。このため操作性の点で問題があった。
この問題を解決する一つの方法として、特開平８−３１３７９３号公報では、移動レンズが端点に到達したことを検知したら、操作部材の回転を強制的に阻止するようにしたレンズ操作装置を提案している。具体的には、操作部材と一体で回転するリング部材の外周に歯車を設け、移動レンズが端点に到達するとストッパーコマ部をその歯車の歯と歯の谷部に係合させて、操作部材の回転を止めるようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この特開平８−３１３７９３号公報に記載のレンズ操作装置によれば、レンズの端点を操作部材の操作感で認識することができるという効果を奏するが、このレンズ操作装置の構成では、移動レンズの端点を検出する毎にモータを駆動してストッパーコマ部材をリング部材の回転エリアに進出させなければならないため、消費エネルギーが大きく、制御系も複雑になるという欠点がある。また、ストッパーコマ部材が頻繁に回動するため、機械的な故障など、耐久性にも問題がある。更に、ストッパーコマ部材で操作部材の回転を完全に規制させるためストッパーコマ部材に加わる衝撃が大きく破損を招く恐れがある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、操作部材の回動範囲をストッパー等の機械的手段によって規制することなく、移動レンズの端点を操作部材の操作感で認識できるようにし、本発明を適用することによってプリセット機能を搭載したテレビレンズにおいても好適なレンズ操作を可能にするレンズ操作装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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、手動操作されるレンズ操作部材の操作量を検出し、該検出した操作量に基づいてレンズ装置の移動レンズを始端から終端までの範囲で移動させるレンズ操作装置において、前記移動レンズが前記始端又は終端に到達したことを検出するレンズ端点到達検出手段と、前記レンズ操作部材に対して磁気制動による負荷を発生させると共に、該負荷の大きさを変更する負荷変更手段と、前記レンズ端点到達検出手段によって前記移動レンズが前記始端又は終端に到達したことを検出すると、前記負荷変更手段によって前記レンズ操作部材に与える負荷の大きさを変更する制御手段と、からなることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、移動レンズが始端又は終端に到達したことを検出すると、操作部材に与える負荷の大きさを変更するようにし、また、その負荷を機械的な手段ではなく、モータ等によって実現される磁気制動によって行うようにしたため、移動レンズが始端又は終端に到達したことを操作部材の操作感で認識できると共に、操作部材に負荷を与えるための可動部材が不要となるため構造が簡単で且つ消費エネルギーが少なくなると共に、非接触で操作部材に負荷を与えることができるため、故障や破損等が生じ難く、耐久性が向上する。
【００１０】
更に、本発明を適用すれば、操作部材の始端と終端とを予め決めておく必要がないため、プリセット機能やオートフォーカスによって操作部材と移動レンズの端点がずれるといった不具合が解消される。
【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操作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操作装置が適用されたテレビカメラ装置の一実施の形態を示した斜視図である。同図に示すようにテレビカメラ１０は、レンズ部（テレビレンズ）１２とカメラ部１４から構成され、ベデスタルドリー１６上の雲台１８に支持される。雲台１８には２本の操作ロッド２２、２３が延設され、操作ロッド２２のグリップ２４付近にはズームスピードを操作するズームレートデマンド２６が取り付けられる。一方、操作ロッド２３の端部にはフォーカスを操作するフォーカスデマンド２８が取り付けられる。
【００１２】
上記ズームレートデマンド２６は、サムリング３４の回動方向と回動量に応じて広角側又は望遠側にズーム動作させる速度制御信号をケーブル３０を介してレンズ部１２に出力する。レンズ部１２は、この速度制御信号に基づいてズームレンズを速度制御して駆動する。
一方、上記フォーカスデマンド２８は、本発明が適用されたレンズ操作装置であり、フォーカスデマンド２８のフォーカスノブ２８Ａの回転操作量に応じてフォーカスレンズの移動位置を指令する位置制御信号（フォーカスコントロール信号）をケーブル３１を介してレンズ部１２に出力する。レンズ部１２は、このフォーカスコントロール信号に基づいてフォーカスレンズを指令された位置に移動させる。
【００１３】
カメラマンは、ビューファインダ３２に映る撮影像を見ながら右手でフォーカスデマンド２８のフォーカスノブ２８Ａを回転操作することによってフォーカス調整を行うと共に、左手でズームレートデマンド２６のサムリング３４を操作することでズーム調整を行う。
図２は、上記フォーカスデマンド２８の構成を示した断面図である。同図に示すようにフォーカスデマンド２８は、固定部材２８Ｂと固定部材２８Ｂに対して回動自在に設けられた上記フォーカスノブ２８Ａとから構成される。
【００１４】
フォーカスノブ２８Ａの内部には、ＤＣモータ４０（以下、モータ４０という）が配設される。このモータ４０は後述するようにフォーカスレンズが無限端又は至近端に到達したときにフォーカスノブ２８Ａの回転を制動するために使用される。モータ４０のステータ４０Ｂは、支持部材４２によって固定部材２８Ｂに固定される一方、モータ４０のロータ（軸）４０Ｂの一端は、フォーカスノブ２８Ａの中心に固着される。従って、フォーカスノブ２８Ａが回動操作されると、これと連動してモータ４０の軸４０Ｂが回動するようになっている。また、モータ４０の端子は固定部材２８Ｂの内部に配設された回路基板４４上のスイッチ回路に接続される。モータ４０の端子はこのスイッチ回路によって開放又は短絡に切り替えられるようになっており、モータ４０の端子が短絡されたときにフォーカスノブ２８Ａの回転にモータ４０の制動力による負荷が与えられるようになっている。
【００１５】
固定部材２８Ｂの内部には、インクリメンタル型ロータリーエンコーダ４６（以下、エンコーダという）が配設される。このエンコーダ４６は軸４６Ａの回転量に応じて、その回転方向と回転量を示すパルス信号を出力するもので、例えば、２相パルス出力型のエンコーダを使用した場合には、軸４６Ａが所定角度回転する毎に各相のパルスが１つ出力されると共に、軸４６Ａの回転方向が各相のパルスの位相差によって示されるようになっている。エンコーダ４６のステータ４６Ｂは、図示しない支持部材によって固定部材２８Ｂに固定され、一方、エンコーダ４６の軸４６Ａは、上記モータ４０の軸４０Ｂに連結される。
【００１６】
従って、フォーカスノブ２８Ａが回動操作されると、モータ４０の軸４０Ｂを介してエンコーダ４６の軸４６Ａが回動する。これにより、エンコーダ４６のパルス信号出力によってフォーカスノブ２８Ａの操作量が検出できるようになっている。
図３は、上記フォーカスデマンド２８の回路構成を示した回路構成図である。同図に示すように、フォーカスノブ２８Ａに連結された上記エンコーダ４６はカウンタ５０に接続され、エンコーダ４６から出力されたパルス信号はカウンタ５０によってカウントされる。これにより、フォーカスノブ２８Ａの操作量はカウンタ５０によって計測され、ＣＰＵ５２に入力されるようになっている。尚、カウンタ５０は、フォーカスノブ２８Ａの正転、逆転をそれぞれインクリメントとデクリメントにより計測するため、カウンタ５０の初期値は所定の値にセットされる。
【００１７】
一方、フォーカスデマンド２８は図１に示したようにテレビカメラ１０のレンズ部１２にケーブル３１を介して接続される。レンズ部１２からは、現在のフォーカスレンズの位置（フォーカス位置）を示すアナログのフォーカス位置信号が送信されるようになっており、フォーカスデマンド２８の上記ＣＰＵ５２には、このフォーカス位置信号がＡ／Ｄ変換器５４を介して入力される。
【００１８】
ＣＰＵ５２は、上述のようにカウンタ５０から入力される値の変化によってフォーカスノブ２８Ａが回動操作されたことを検出すると、その操作量に相当するフォーカス位置の変位量を求める。そして、この変位量をレンズ部１２から取得される現在のフォーカス位置に対して足し合わせ、レンズ部１２に指令するフォーカス位置を求める。このようにしてレンズ部１２に指令するフォーカス位置を求めると、このフォーカス位置を示すフォーカスコントロール信号をＤ／Ａ変換器５６を介してアナログ信号としてレンズ部１２に送信する。これにより、レンズ部１２では、フォーカスコントロール信号に基づいてフォーカスモータを駆動してフォーカスレンズを移動させ、フォーカスデマンド２８のＣＰＵ５２によって指令されたフォーカス位置となるようにフォーカスレンズを移動させる。尚、上述の一連の処理が終了するとＣＰＵ５２はカウンタ５０の値を初期値にリセットしてそのときのフォーカスノブ２８Ａの位置を基準にして続いて行われるフォーカスノブ２８Ａの操作量を検出する。
【００１９】
また、フォーカスデマンド２８のＣＰＵ５２は、上記レンズ部１２に送信するフォーカスコトロール信号が無限端又は至近端になったか否かを判断し、もし、フォーカスコントロール信号が無限端又は至近端になったと判断した場合には、スイッチ回路５８のスイッチＳ１をオフからオンに切り替える。これにより、上記モータ４０の端子が短絡され、モータ４０の軸４０Ｂの回転に制動力が与えられる。この制動力によりフォーカスノブ２８Ａの回動操作に要する操作力が大きくなり、操作部材の操作感が重くなるため、ユーザがその操作感が重くなったことによりフォーカスレンズが端点に到達したことを容易に認識することができる。尚、上述のようにレンズ部１２に送信するフォーカスコトロール信号が無限端又は至近端になったか否かを検出する代わりに、レンズ部１２から取得されるフォーカス位置信号によってフォーカスレンズが無限端又は至近端が到達したか否かを検出してもよい。
【００２０】
図４は、スイッチ回路５８のスイッチＳ１のオン、オフ制御の処理内容を具体的に示したフローチャートである。まず、ＣＰＵ５２は、上述のようにカウンタ５０の値を初期値にセットする（ステップＳ１０）。次にカウンタ５０の値の読み取りを開始し、その値の変化からフォーカスノブ２８Ａの回転方向（フォーカス操作方向）が無限側か至近側かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、フォーカス操作方向が至近側と判定した場合、ＣＰＵ５２は、上述のようにレンズ部１２に送信するフォーカスコントロール信号が至近端になったか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＮＯであれば、スイッチＳ１をオフにし（ステップＳ１６）、フォーカスノブ２８Ａにモータ４０による制動力（負荷）を与えない状態にする。即ち、フォーカスノブ２８Ａの操作感を軽くする。一方、ＹＥＳであれば、スイッチＳ１をオンにし（ステップＳ１８）、フォーカスノブ２８Ａにモータ４０による制動力を与える。即ち、フォーカスノブ２８Ａの操作感を重くする。そして、上記ステップＳ１２に戻る。これにより、フォーカス位置が至近端に到達するとフォーカスノブ２８Ａの回動操作が重くなり、ユーザはフォーカス位置が至近端に到達したことを操作感で認識することができる。
【００２１】
一方、ステップＳ１２において、フォーカス操作方向が無限側と判定した場合、ＣＰＵ５２は、上述のようにレンズ部１２に送信するフォーカスコントロール信号が無限端になったか否かを判定する（ステップＳ２０）。ＮＯであれば、スイッチＳ１をオフにし（ステップＳ２２）、フォーカスノブ２８Ａにモータ４０による制動力（負荷）を与えない状態にする。即ち、フォーカスノブ２８Ａの操作感を軽くする。一方、ＹＥＳであれば、スイッチＳ１をオンにし（ステップＳ２４）、フォーカスノブ２８Ａにモータ４０による制動力を与える。即ち、フォーカスノブ２８Ａの操作感を重くする。そして、上記ステップＳ１２に戻る。これにより、フォーカス位置が無限端に到達するとフォーカスノブ２８Ａの回動操作が重くなり、ユーザはフォーカス位置が無限端に到達したことを操作感で認識することができる。
【００２２】
以上のように、フォーカスノブ２８Ａの回転操作量の検出にエンコーダ４６を使用した場合のように、フォーカスレンズの移動端に対応したフォーカスノブ２８Ａの回転端がなくても、モータ４０の制動力によってフォーカスノブ２８Ａの回転に対して与える負荷を大きさを変更することによって、フォーカスレンズの移動端をフォーカスノブ２８Ａの操作感によって認識できるようになる。
【００２３】
また、図３には示していないが、レンズ部１２のフォーカス位置が、上記フォーカスデマンド２８以外の指令によって変更可能な場合、例えば、ボタン操作によりフォーカスレンズを所定の位置に即座に移動させることができるプリセット機能や自動でフォーカス位置を調整するオートフォーカス機能等が搭載されている場合において、これらの機能によってフォーカスノブ２８Ａの操作とは無関係にフォーカスレンズが移動したとしても、フォーカスノブ２８Ａの操作量はフォーカス位置の変位量を示しており、また、フォーカスノブ２８Ａの回転に対する制動力はフォーカスノブ２８Ａの任意の回転位置で付加することができるため、フォーカス位置とフォーカスノブ２８Ａの回転位置がずれるといった従来の不具合が全く生じない。
【００２４】
以上、上記実施の形態では、フォーカスノブ２８Ａの回転に対する制動力は、モータ４０の端子を短絡することによって付加するようにしていたが、フォーカスノブ２８Ａに制動力を与える手段は、これに限らない。モータ４０によって発生する制動力は原理的には磁気制動によるもので、これと同様に非接触で磁気制動を発生させる手段として、例えば、渦電流ブレーキ（鋼製のディスクに電磁コイルによって渦電流を生じさせ、渦電流による磁気効力を制動力とするブレーキ）を使用することもできる。この場合、上記モータ４０と同様にフォーカスノブ２８Ａに制動力を付加する場合としない場合とを切り替える可動部材がないため、構成が簡単で、また、非接触で制動力を与えることができるため耐久性に優れている。
【００２５】
また、上記実施の形態では、フォーカスレンズが無限端又は至近端に到達すると、フォーカスノブ２８Ａの回転操作に対して制動力を与えるようにしたが、これに限らず、フォーカスレンズの可動範囲では、ある程度の大きさの制動力をフォーカスノブ２８Ａに与えるようにしておき、フォーカスレンズが無限端又は至近端に到達するとその制動力を解除するようにしてもよい。即ち、フォーカスレンズが無限端又は至近端に到達するとフォーカスノブ２８Ａの操作感を軽くするようにしてもよい。
【００２６】
また、上記実施の形態では、フォーカスノブ２８Ａの操作量を端点のないインクリメンタル型ロータリーエンコーダ４６で検出する場合について説明したが、本発明は、フォーカスノブ２８Ａの操作量の検出をポテンショメータ等の機械的な端点を有するもので行う場合においても、その機械的な端点とは異なる位置を端点として使用するときにも有効である。例えば、フォーカスノブ２８Ａの感度を変更して使用できるようにした場合に、本発明を適用することによってフォーカスレンズの端点に対応するフォーカスノブ２８Ａの端点を操作感で把握することができるようになる。
【００２７】
また、上記実施の形態では、本発明をフォーカスデマンド２８に適用した場合について説明したが、これに限らず、本発明は、ズームレンズ等の他の種類の移動レンズの位置を操作する操作装置全てに適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ操作装置によれば、移動レンズが始端又は終端に到達したことを検出すると、操作部材に与える負荷の大きさを変更するようにし、また、その負荷を機械的な手段ではなく、モータ等によって実現される磁気制動によって行うようにしたため、移動レンズが始端又は終端に到達したことを操作部材の操作感で認識できると共に、操作部材に負荷を与えるための可動部材が不要となるため構造が簡単で且つ消費エネルギーが少なくなると共に、非接触で操作部材に負荷を与えることができるため、故障や破損等が生じ難く、耐久性が向上する。
【００２９】
更に、本発明を適用すれば、操作部材の始端と終端とを予め決めておく必要がないため、プリセット機能やオートフォーカスによって操作部材と移動レンズの端点がずれるといった不具合が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズ操作装置が適用されたテレビカメラ装置の一実施の形態を示した斜視図である。
【図２】図２は、フォーカスデマンドの構成を示した断面図である。
【図３】図３は、フォーカスデマンドの回路構成を示した回路構成図である。
【図４】図４は、スイッチ回路のスイッチＳ１のオン、オフ制御の処理内容を具体的に示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…テレビカメラ、１２…レンズ部、２８…フォーカスデマンド、２８Ａ…フォーカスノブ、４０…ＤＣモータ、４６…インクリメンタル型ロータリーエンコーダ、５０…カウンタ、５２…ＣＰＵ

Claims

手動操作されるレンズ操作部材の操作量を検出し、該検出した操作量に基づいてレンズ装置の移動レンズを始端から終端までの範囲で移動させるレンズ操作装置において、
前記移動レンズが前記始端又は終端に到達したことを検出するレンズ端点到達検出手段と、
前記レンズ操作部材に対して磁気制動による負荷を発生させると共に、該負荷の大きさを変更する負荷変更手段と、
前記レンズ端点到達検出手段によって前記移動レンズが前記始端又は終端に到達したことを検出すると、前記負荷変更手段によって前記レンズ操作部材に与える負荷の大きさを変更する制御手段と、
からなることを特徴とするレンズ操作装置。
前記負荷変更手段は、レンズ操作部材に連動して回動するモータの軸に対して該モータの端子を短絡又は開放に切り替えることによって磁気制動の作用を有効又は無効に切り替え、前記レンズ操作部材に与える負荷の大きさを変更することを特徴とする請求項１のレンズ操作装置。
前記制御手段は、前記移動レンズが前記始端又は終端に到達したことを検出すると、前記レンズ操作部材に与える負荷を大きくすることを特徴とする請求項１のレンズ操作装置。