JP4522099B2 - Drive control device - Google Patents
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本発明は、移動体を駆動するためのモータと、移動体の移動量を検出する移動検出手段とを備え、移動検出手段からの情報に基づいてモータの駆動を制御する駆動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control device that includes a motor for driving a moving body and a movement detection unit that detects the amount of movement of the moving body, and controls the driving of the motor based on information from the movement detection unit. is there.
ズーム機能を有した投映レンズは、一般的に、変倍時に光軸方向に移動するズーム系レンズ群と、フォーカス時に光軸方向に移動するフォーカス系レンズ群とを備えている。この投映レンズには、同軸を中心として回転するカム筒と移動レンズをかかえるレンズ保持筒との外周に各々ギヤ列が露呈して設けられている。一方の第1ギヤ列には、変倍時にズームモータの駆動を入力する第1出力ギヤが、また、他方の第2ギヤ列には、フォーカス時にフォーカス用のモータの駆動を入力する第2出力ギヤがそれぞれ噛合している。また、第1及び第2ギヤ列には、第1及び第2出力ギヤの噛合位置とは異なる位置で第1及び第2検出ギヤが各々噛合している。第1及び第2検出ギヤから得られる回転は第1及び第2エンコーダに入力される。第1エンコーダは一方のカム筒の回転角を検出し、また、第2エンコーダは他方のカム筒の回転角を検出する。各エンコーダは、検出信号を各々制御部に送出し、制御部は、各検出信号に基づいて各モータの駆動を制御する。 A projection lens having a zoom function generally includes a zoom lens group that moves in the optical axis direction during zooming and a focus lens group that moves in the optical axis direction during focusing. The projection lens is provided with a gear train on the outer periphery of a cam cylinder that rotates about the same axis and a lens holding cylinder that includes a moving lens. One first gear train has a first output gear for inputting zoom motor drive during zooming, and the other second gear train has a second output for inputting focus motor drive during focusing. The gears are engaged with each other. The first and second gear trains are engaged with the first and second detection gears at positions different from the engagement positions of the first and second output gears. The rotation obtained from the first and second detection gears is input to the first and second encoders. The first encoder detects the rotation angle of one cam cylinder, and the second encoder detects the rotation angle of the other cam cylinder. Each encoder sends a detection signal to the control unit, and the control unit controls driving of each motor based on each detection signal.
また、変倍及びフォーカス用のモータを1個のモータで兼用し、モータの出力軸に固定した出力ギヤを第1ギヤ列の噛合位置と第2ギヤ列の噛合位置との間で移動させる切換え手段を備えたプロジェクタも知られている(特許文献1)。この切換え手段は、ソレノイドの駆動を利用して出力ギヤを移動させる。この場合、出力ギヤを移動させるため、単一のモータの駆動をズーム系及びファーカス系のそれぞれに同時に伝達することができないため、変倍又はフォーカス時に別々に移動させるタイプに用いられる。 In addition, the motor for zooming and focusing is shared by one motor, and the output gear fixed to the output shaft of the motor is moved between the meshing position of the first gear train and the meshing position of the second gear train. A projector provided with means is also known (Patent Document 1). This switching means moves the output gear using the drive of the solenoid. In this case, since the output gear is moved, the driving of a single motor cannot be transmitted to each of the zoom system and the focus system at the same time.
ところで、前者の駆動制御装置では、第1又は第2ギヤ列の周りに、モータの駆動を第1及び第2出力ギヤに各々伝達するともに、第1及び第2出力ギヤを第1及び第2ギヤ列との噛合位置に各々保持するための2本の軸と、第1及び第2検出ギヤを各々支持する2本の軸との計4本の軸を並置する必要がある。このため、駆動制御装置を取り付けるために、ギヤ列の周りのスペース、特にギヤ列を配した周方向に沿うスペースを広く使用するため、投映レンズが大型化していた。また、後者の装置(特許文献1に記載の装置)では、変倍とフォーカスとの動作を単一のモータの駆動で行うために、軸を1本減らすことができるのに対し、代わりに切り換え手段が必要になるから、逆に取り付けるためのスペースが広く必要になる。しかも、変倍とフォーカスとの動作を同時に行うタイプの投映レンズには採用することができない欠点がある。 By the way, in the former drive control device, the drive of the motor is transmitted to the first and second output gears around the first or second gear train, respectively, and the first and second output gears are transmitted to the first and second gears. It is necessary to place a total of four shafts, two shafts for holding each in the meshed position with the gear train, and two shafts for supporting the first and second detection gears, respectively. For this reason, in order to attach the drive control device, a space around the gear train, particularly a space along the circumferential direction in which the gear train is arranged, is widely used, so that the projection lens has been enlarged. Further, in the latter device (the device described in Patent Document 1), since the operations of zooming and focusing are performed by driving a single motor, the number of axes can be reduced by one, whereas switching is performed instead. Since a means is needed, the space for attaching reversely is needed. In addition, there is a drawback that it cannot be used for a projection lens that simultaneously performs zooming and focusing operations.
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、コンパクト化を図ることができる駆動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-described problems, and an object thereof is to provide a drive control device that can be made compact.
上記目的を達成するために、本発明のズームレンズ鏡筒用の駆動検出装置では、外周に第1ギヤ列を有し、変倍時にズーム用モータの駆動が前記第1ギヤ列に噛合する第1出力ギヤに入力されることで回転して変倍系の第1レンズ群を光軸方向に移動させる第1回転筒と;外周に第1ギヤ列と平行な第2ギヤ列を有し、合焦時にフォーカス用モータの駆動が前記第2ギヤ列に噛合する第2出力ギヤに入力されることで前記第1回転筒に対して同軸に回転してフォーカス系の第2レンズ群を光軸方向に移動させる第2回転筒と;前記第2出力ギヤが固定されている第2出力軸の軸上の異なる位置で回転自在に支持されており、前記第1出力ギヤとは異なる位置で前記第1ギヤ列に噛合する第1検出ギヤと;前記第1出力ギヤが固定されている第1出力軸の軸上の異なる位置で回転自在に支持されており、前記第2出力ギヤとは異なる位置で前記第2ギヤ列に噛合する第2検出ギヤと;前記第1及び第2検出ギヤからの回転が各々入力され、前記第1及び第2回転筒の回転量及び回転方向を各々検出する第1及び第2エンコーダと;を備え、前記第1及び第2エンコーダから得られる検出信号に基づいて前記ズーム用モータ及びフォーカス用モータの駆動を制御するようにしたものである。 In order to achieve the above object, the zoom lens barrel drive detection device of the present invention has a first gear train on the outer periphery, and the zoom motor drive meshes with the first gear train at the time of zooming. A first rotating cylinder that rotates by being input to one output gear and moves the first lens unit of the variable power system in the optical axis direction; a second gear train that is parallel to the first gear train on the outer periphery; When the focus is driven, the driving of the focusing motor is input to the second output gear meshing with the second gear train, so that it rotates coaxially with respect to the first rotating cylinder and the second lens group of the focusing system is moved to the optical axis. A second rotating cylinder that moves in a direction; and is rotatably supported at a different position on the axis of the second output shaft to which the second output gear is fixed, and at a position different from the first output gear. A first detection gear meshing with the first gear train; a first output gear fixed to the first output gear; A second detection gear that is rotatably supported at different positions on the output shaft, and meshes with the second gear train at a position different from the second output gear; from the first and second detection gears; And a first encoder for detecting a rotation amount and a rotation direction of the first and second rotary cylinders, respectively, and based on a detection signal obtained from the first and second encoders. Thus, the drive of the zoom motor and the focus motor is controlled .
エンコーダとしては、検出ギヤに設けた羽根車と羽根車のスリットを検知するセンサとで構成してもよい。また、1相又は2相出力型のロータリエンコーダを用いる場合には、前記第1及び第2検出ギヤを各々二段ギヤとし、このうちの前記第1及び第2ギヤ列に噛合する大ギヤとは異なる小ギヤに各々噛合する第1及び第2中間ギヤと、前記第1及び第2中間ギヤと一緒に回転する第1及び第2入力軸とを備え、前記第1及び第2入力軸の各回転を第1及び第2のロータリエンコーダに各々入力させればよい。 As an encoder, you may comprise with the impeller provided in the detection gear, and the sensor which detects the slit of an impeller. When using a one-phase or two-phase output type rotary encoder, each of the first and second detection gears is a two-stage gear, and a large gear meshing with the first and second gear trains, Comprises first and second intermediate gears respectively meshing with different small gears, and first and second input shafts rotating together with the first and second intermediate gears, and the first and second input shafts Each rotation may be input to the first and second rotary encoders.
また、一対のモータやエンコーダを第1及び第2ギヤ列を挟んだ一方側に並置すると、ギヤ列方向に各軸の間隔が広がり広い配置スペースが必要となる。そこで、第1及び第2モータを第1及び第2ギヤ列を挟んだ一方側に配置するとともに、他方側に第1及び第2エンコーダを配置することでモータとエンコーダとを対向配置してコンパクト化を図るようにしてもよい。 In addition, when a pair of motors and encoders are juxtaposed on one side with the first and second gear trains interposed therebetween, the space between the axes increases in the gear train direction, and a wide arrangement space is required. Therefore, the first and second motors are arranged on one side of the first and second gear trains, and the first and second encoders are arranged on the other side so that the motor and the encoder are opposed to each other and are compact. You may make it plan.
本発明では、第1出力ギヤとは異なる位置で第1ギヤ列に噛合する第1検出ギヤを、第2出力ギヤが固定されている第2出力軸の軸上の異なる位置で回転自在に支持し、また、第2出力ギヤとは異なる位置で第2ギヤ列に噛合する第2検出ギヤを、第1出力ギヤが固定されている第1出力軸の軸上の異なる位置で回転自在に支持しているため、第1ギヤ列に噛合する第1出力ギヤと第2ギヤ列に噛合する第2検出ギヤとを同軸に、また、第2ギヤ列に噛合する第2出力ギヤと第1ギヤ列に噛合する第1検出ギヤとを同軸にそれぞれ配置することができる。このため、省スペース化を図ることができる。また、モータとエンコーダとを対向して配置することでさらに省スペース化を図ることができる。 In the present invention, the first detection gear that meshes with the first gear train at a position different from the first output gear is rotatably supported at a different position on the axis of the second output shaft to which the second output gear is fixed. In addition, the second detection gear meshing with the second gear train at a position different from the second output gear is rotatably supported at a different position on the first output shaft to which the first output gear is fixed. Therefore, the first output gear meshing with the first gear train and the second detection gear meshing with the second gear train are coaxial, and the second output gear and the first gear meshing with the second gear train The first detection gears meshing with the rows can be arranged coaxially . For this reason, space saving can be achieved. Further, space can be further saved by arranging the motor and the encoder so as to face each other.
以下、本発明を利用した投映レンズ8は、図1に示すように、複数のレンズ群、駆動制御装置9、ズーム用レンズ移動機構、及びフォーカス用レンズ移動機構とを備えている。ズーム用レンズ移動機構は、外周に第1ギヤ列10を設けたカム筒11、固定の第1直進筒12、及び変倍系のレンズ群を保持する第1レンズ保持筒13などで構成され、変倍時にズーム用モータ14の駆動が第1ギヤ列10に入力されることでカム筒11が回転し、カム筒11が回転することで第1レンズ保持筒13に設けたカムピン15がカム筒11に設けたカム16と第1直進筒12に設けた直進ガイド開口17との交点に誘導されて第1レンズ保持筒13を光軸方向に移動させる。
The projection lens 8 using the present invention includes a plurality of lens groups, a drive control device 9, a zoom lens moving mechanism, and a focus lens moving mechanism, as shown in FIG. The zoom lens moving mechanism includes a
また、フォーカス用レンズ移動機構は、フォーカス系のレンズ群を保持する第2レンズ保持筒19で構成され、第2レンズ保持筒19には外周に第2ギヤ列18が設けられている。合焦時には、フォーカス用モータ22の駆動が第2ギヤ列18に入力されることで第2レンズ保持筒19が回転しながら光軸方向に移動する。第1及び第2ギヤ列10,18は、カム筒11、第2レンズ保持筒19の回転軸方向に沿って接近して並置されている。
The focusing lens moving mechanism includes a second
駆動制御装置9は、図2に示すように、大別して2つの機構に分けられる。一方の機構は、第1ギヤ列10にズーム用モータ14の駆動を入力するとともに、第2ギヤ列18の回転量を検出する機構であり、ズーム用モータ14、第1出力軸26、第2検出ギヤ27、スペーサ28、第1出力ギヤ29、第2中間ギヤ30、スペーサ31、第2入力軸32、及び、第2エンコーダ33で構成されている。
The drive control device 9 is roughly divided into two mechanisms as shown in FIG. One mechanism is a mechanism for inputting the drive of the
他方の機構は、第2ギヤ列18にフォーカス用モータ22の駆動を入力するとともに、第1ギヤ列10の回転量を検出する機構であり、フォーカス用モータ22、第2出力軸34、第1検出ギヤ35、スペーサ36、第2出力ギヤ37、第1中間ギヤ38、スペーサ39、第1入力軸40、及び、第1エンコーダ41で構成されている。駆動制御装置9は、これら部品を図1に示した支持板42に一体的に組み込んでユニット化して1個の部品として扱えるように構成されている。支持板42は、開放側を上に向けた断面コ字状に形成されており、底面に第1及び第2ギヤ列10,18を露呈する開口42aが設けられている。なお、支持板42に一体的に組み込んだ駆動制御装置9を、底を開放した箱型のボックス60(図1参照)に内蔵するようにしてもよい。
The other mechanism is a mechanism that inputs the drive of the focusing
ズーム用モータ14のケース43には、第1出力軸26が露呈している。ケース43には、モータ14の駆動が入力される減速ギヤ列が内蔵されており、第1出力軸26には、減速ギヤ列から出力される駆動が伝達される。この第1出力軸26には、先端に第1出力ギヤ29が固定され、また、後端に第2検出ギヤ27が空転自在に支持されている。第1出力ギヤ29は、第1ギヤ列10に噛合しており、また、第2検出ギヤ27は、第2ギヤ列18に噛合している。よって、ズーム用モータ14の駆動は、第1ギヤ列10に入力される。スペーサ28は、第1出力ギヤ29に対して第2検出ギヤとの間隔を保持する。
The
第2検出ギヤ27は、大ギヤ44と小ギヤ45とからなる二段ギヤとなっており、大ギヤ44が第2ギヤ列18に噛合している。第2入力軸32は、第1出力軸に平行して配され、支持板42に回転自在に支持されている。第2入力軸32には、第2中間ギヤ30が固定されており、第2中間ギヤ30には小ギヤ45が噛合する。第2入力軸32は第2エンコーダ33の入力軸となっており、第2ギヤ列18の回転が第2エンコーダ33に入力される。スペーサ31は、第2中間ギヤ30が第2入力軸32の軸方向のうちの一方への抜け止めを阻止している。第2中間ギヤ30は、スペーサ31の当接面とは逆側の一側面が大ギヤ44の側面に当接しており、この当接により他方への抜け止めがなされている。
The
フォーカス用モータ22も、ズーム用と同じ構成となっており、ケース46に第2出力軸34が露呈している。第2出力軸34には、ケース46に内蔵した減速ギヤ列から出力される駆動が伝達される。この第2出力軸34には、後端に第2出力ギヤ37が固定され、また、先端に第1検出ギヤ35が空転自在に支持されている。第2出力ギヤ37は、第2ギヤ列18に噛合しており、また、第1検出ギヤ35は、第1ギヤ列10に噛合している。フォーカス用モータ22の駆動は、第2ギヤ列18に入力される。スペーサ36は、第2出力ギヤ37に対して第1検出ギヤ35との間の間隔を保持する。
The focusing
第1検出ギヤ35は、大ギヤ47と小ギヤ48とからなる二段ギヤとなっており、大ギヤ47が第1ギヤ列10に噛合している。第1入力軸40は、第2入力軸32に平行して配され、支持板42に回転自在に支持されている。第1入力軸40には、第1中間ギヤ38が固定しており、第1中間ギヤ38には第1検出ギヤ35の小ギヤ48が噛合する。第1入力軸40は第1エンコーダ41の入力軸となっており、第1ギヤ列10の回転は第1エンコーダ41に入力される。スペーサ39は、第1中間ギヤ38が第1入力軸40の軸方向のうちの一方への抜け止めを阻止している。第1中間ギヤ38は、スペーサ39の当接面とは逆側の一側面が大ギヤ47の側面に当接しており、この当接により他方への抜け止めがなされている。
The
ズーム及びフォーカス用モータ14,22は、第1及び第2ギヤ列10,18を挟んだ一方側に配されている。第1及び第2エンコーダ41,33は、第1及び第2ギヤ列10,18を挟んでズーム及びフォーカス用モータ14,22の反対側に配されている。このようにモータ14,22とエンコーダ33,41とを対向配置することで第1及び第2出力軸26,34、第1及び第2入力軸40,32を近づけて配置することができ、ギヤ列10,18に沿う方向でのコンパクト化を図ることができる。
The zoom and focus
各エンコーダ41,33は、二相出力型のロータリエンコーダとなっており、第1及び第2エンコーダ41,33から出力される信号は、制御部50に入力される。制御部50は、これら信号に基づいて回転角、並びに回転方向を割り出し、割り出した回転角及び回転方向からカム筒11、第2レンズ保持筒19の回転位置を確認しながら各ドライバ51,52を介してズーム用又はフォーカス用モータ14,22の駆動を制御する。
The
上記構成の作用を説明する。変倍するときには、ズーム用モータ14の駆動が開始される。この駆動は、第1出力軸26、第1出力ギヤ29、及び第1ギヤ列10の順に伝達される。このとき、第2検出ギヤ27は第1出力軸26に対して回転することはない。
The operation of the above configuration will be described. When zooming, the
第1ギヤ列10に駆動が伝達されると、カム筒11が回転する。カム筒11が回転することでカムピン15がカム16と直進ガイド開口17との交点に誘導されて第1レンズ保持筒13が光軸方向に移動して投映レンズ8の変倍が行われる。
When the drive is transmitted to the
このとき、第1検出ギヤ35は、第2出力軸34を中心としてカム筒11、すなわち第1ギヤ列10に従動して回転する。この回転は、第1中間ギヤ38、及び第1入力軸40を介して第1エンコーダ41に入力される。制御部50は、第1エンコーダ41から出力される信号に基づいてズーム用モータ14の駆動を制御する。
At this time, the
合焦するときには、フォーカス用モータ22の駆動が開始される。この駆動は、第2出力軸34、第2出力ギヤ37、及び第2ギヤ列18の順に伝達される。このとき、第1検出ギヤ35は、第2出力軸34に対して回転することはない。
When focusing, the
第2ギヤ列18に駆動が伝達されると、第2レンズ保持筒19が回転し、第2レンズ保持筒19が光軸方向に移動して投映レンズ8の合焦が行われる。
When driving is transmitted to the
このとき第2検出ギヤ27は、第1出力軸26を中心として第2レンズ保持筒19、すなわち第2ギヤ列18に従動して回転する。この回転は、第2中間ギヤ30、及び第2入力軸32を介して第2エンコーダ33に入力される。第2エンコーダ33から出力される信号は制御部50に取り込まれ、制御部50は、取り込んだ信号に基づいてフォーカス用モータ22の駆動を制御する。なお、第2ギヤ列18は、第2レンズ保持筒19が光軸方向に移動しても第2出力ギヤ37及び第2検出ギヤ27との噛合が解除されることがないように、光軸方向に沿う幅が長く形成されている。また、投映レンズ8のレンズ構成によっては変倍時又はフォーカス時に変倍系レンズ群とフォーカス系レンズ群との両方を同時に移動する場合がある。この場合には、両方のモータ14,22を同時に駆動し、各々駆動が制御される。
At this time, the
このように、2つのギヤ列10,18のうちの一方のギヤ列10に駆動を入力する出力軸26に、他方のギヤ列18からフィードバック用の回転を取り出す第2検出ギヤ27を回転自在に支持するようにしたので、第2検出ギヤ27を別に支持するための軸を省略することができコストダウンが図れ、また、狭いスペースに配置することができる。
As described above, the
上記実施形態では、ロータリエンコーダ33,41を用いているため、中間ギヤ30,38及び入力軸32,40を用いているが、これらを省略して、二段ギヤとなっている検出ギヤ27,35を1個のギヤとし、これに羽根車を一体的に取り付け、羽根車のスリットを光電センサで検知することでカム筒11、第2レンズ保持筒19の回転角を検出する構成としてもよい。
In the above embodiment, since the
また、出力軸26,34には、減速ギヤを介したモータ14,22の駆動が伝達されるように構成しているが、減速ギヤを内蔵していないモータを用い、モータの出力軸をそのまま用いても良い。
The
さらに、本実施例では、回転軸方向に沿って並置したカム筒11、第2レンズ保持筒19などの回転体をそれぞれ回転させるために用いているが、これに限らず、直線的に設けたギヤ列(ラック)をそれぞれ設けた移動体を直線的に各々移動制御するための駆動制御装置でもよい。
Furthermore, in this embodiment, the
本実施形態では、投写レンズに設けた回転筒の回転を駆動制御する装置としているが、これに限らず、互いの移動方向が平行な2つの移動体の移動を各々制御するための周知の機構であればいずれの機構にも本発明を採用することができる。 In the present embodiment, the device is configured to drive and control the rotation of the rotary cylinder provided in the projection lens. The present invention can be adopted for any mechanism.
8 投映レンズ
9 駆動制御装置
26 第1出力軸
29 第1出力ギヤ
30 第2中間ギヤ
33 第2エンコーダ
34 第2出力軸
37 第2出力ギヤ
38 第1中間ギヤ
40 第1入力軸
41 第1エンコーダ
8 projection lens 9
Claims (3)
外周に第1ギヤ列と平行な第2ギヤ列を有し、合焦時にフォーカス用モータの駆動が前記第2ギヤ列に噛合する第2出力ギヤに入力されることで前記第1回転筒に対して同軸に回転してフォーカス系の第2レンズ群を光軸方向に移動させる第2回転筒と、
前記第2出力ギヤが固定されている第2出力軸の軸上の異なる位置で回転自在に支持されており、前記第1出力ギヤとは異なる位置で前記第1ギヤ列に噛合する第1検出ギヤと、
前記第1出力ギヤが固定されている第1出力軸の軸上の異なる位置で回転自在に支持されており、前記第2出力ギヤとは異なる位置で前記第2ギヤ列に噛合する第2検出ギヤと、
前記第1及び第2検出ギヤからの回転が各々入力され、前記第1及び第2回転筒の回転量及び回転方向を各々検出する第1及び第2エンコーダと、
を備え、前記第1及び第2エンコーダから得られる検出信号に基づいて前記ズーム用モータ及びフォーカス用モータの駆動を制御するズームレンズ鏡筒用の駆動制御装置。 A first gear train is provided on the outer periphery. When zooming, the zoom motor drive is input to a first output gear meshing with the first gear train to rotate and light the first lens unit of the zooming system. A first rotating cylinder moved in the axial direction;
A second gear train that is parallel to the first gear train is provided on the outer periphery, and the drive of the focusing motor is input to a second output gear that meshes with the second gear train at the time of focusing. A second rotating cylinder that rotates coaxially to move the second lens group of the focusing system in the optical axis direction;
The first detection is such that the second output gear is rotatably supported at different positions on the axis of the second output shaft to which the second output gear is fixed, and meshes with the first gear train at a position different from the first output gear. With gear,
A second detection in which the first output gear is rotatably supported at a different position on the axis of the first output shaft to which the first output gear is fixed, and meshes with the second gear train at a position different from the second output gear. With gear,
First and second encoders that respectively receive rotations from the first and second detection gears and detect rotation amounts and rotation directions of the first and second rotating cylinders ;
And a zoom lens barrel drive control device that controls driving of the zoom motor and focus motor based on detection signals obtained from the first and second encoders.
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