JPH09152544A

JPH09152544A - 操作環の負荷可変装置

Info

Publication number: JPH09152544A
Application number: JP7312504A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Arima; 洋文有馬; Takayuki Uchiyama; 貴之内山
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 1997-06-10

Abstract

(57)【要約】【課題】操作環の負荷を使用者の好みに合わせて可変す
ることができ、且つ、操作環の負荷が温度によって変動
するのを防止することができる操作環の負荷可変装置を
提供する。【解決手段】レンズ鏡筒に設けられた操作環１と、出力
側の回転軸が操作環１に連動するトルクダンパー２と、
トルクダンパー２の入力側の回転軸を回転駆動するステ
ップモータ６と、操作環１の回転速度及び回転方向を検
出する回転速度／方向検出部４と、ＭＰＵ８とを備えて
いる。トルクダンパー２は入力側の回転軸と出力側の回
転軸との相対回転速度に応じたトルクを出力する。ＭＰ
Ｕ８は回転速度／方向検出部４で得られた結果に基づき
ステップモータ６を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＴＶカメラ等に用
いるレンズ鏡筒の操作環の負荷可変装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＴＶカメラ等においては、レ
ンズ鏡筒の操作環を回転させることにより、レンズを動
かしてフォーカシング又はズーミングを行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のレン
ズ鏡筒では、機械可動部分に注入するグリースの粘性に
よって、操作環の負荷を調節している。このため、操作
環の負荷を使用者個々の好みに合わせるには、機械可動
部分に注入されているグリースの種類を変更しなければ
ならない。しかしながら、一旦機械可動部分に注入され
たグリースを他のものに入れ替えるには、レンズ鏡筒を
解体しなければならず、多大な労力と時間を要するとい
う問題がある。したがって、使用者の好みに合わせて操
作環の負荷を可変することが事実上困難であり、快適な
撮影環境を実現する障害になっていた。

【０００４】また、グリースの粘性は温度に依存するた
め、温度環境によって操作環の負荷が変動してしまうと
いう問題もある。

【０００５】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、操作環の負荷を使用者の好みに合わせて可変す
ることができ、且つ、操作環の負荷が温度によって変動
するのを防止することができる操作環の負荷可変装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の操作環の負荷可変装置は、レンズ鏡筒に設け
られた操作環と、前記操作環の回転速度及び回転方向を
検出する検出手段と、前記操作環の負荷を使用者の任意
設定により入力する入力部と、前記操作環を回転駆動す
る駆動手段と、前記検出手段によって検出された前記操
作環の回転速度及び回転方向と、前記入力部に入力され
た操作環の負荷とに応じて、前記駆動手段を制御する制
御手段と、を具備することを特徴とするものである。

【０００７】ここで、操作環の負荷とは、使用者が操作
環を回転させるのに要するトルクのことである。

【０００８】また、操作環とは、レンズを動かしてフォ
ーカシング又はズーミングを行うためのものである。使
用者は、操作環を回転させることにより、フォーカシン
グ又はズーミングを行う。

【０００９】駆動手段には、例えばＤＣモータやステッ
プモータが用いられる。

【００１０】制御手段は、例えば使用者が操作環の回転
速度に関わらず操作環の負荷が常に一定になるように設
定した場合には、操作環の負荷が常に一定になるように
駆動手段を制御する。また、例えば、使用者が操作環の
回転速度に比例して操作環の負荷が増加するように設定
した場合には、操作環の回転速度に応じて操作環の負荷
が増加するように駆動手段を制御する。

【００１１】また、本発明の他の操作環の負荷可変装置
は、レンズ鏡筒に設けられた操作環と、二つの回転部を
有し、一方の回転部が前記操作環と連動するトルク発生
手段と、前記トルク発生手段の他方の回転部を回転駆動
する駆動手段と、前記操作環の回転速度及び回転方向を
検出する検出手段と、前記検出手段によって得られた結
果に基づき前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備
し、前記トルク発生手段が、前記二つの回転部の相対回
転速度に応じたトルクを前記操作環に付与することを特
徴とするものである。

【００１２】ここで、トルク発生手段には、例えばトル
クダンパーが用いられる。トルクダンパーは、入力した
トルクを軽減して出力するものであり、取り出されるト
ルクは入力側の回転軸と出力側の回転軸との相対回転速
度に比例する。

【００１３】制御手段は、トルク発生手段の二つの回転
部の相対回転速度が一定になるように駆動手段を制御す
るか、または、操作環の回転速度に応じてトルク発生手
段の二つの回転部の相対回転速度が変わるように駆動手
段を制御することが好ましい。尚、操作環の回転速度に
応じてトルク発生手段の相対回転速度が変わるように駆
動手段を制御するときには、操作環の回転速度が所定値
以下のときに、トルク発生手段の回転部を操作環と同方
向に回転させるように駆動手段を制御してもよい。

【００１４】また、本発明の更に他の操作環の負荷可変
装置は、レンズ鏡筒に設けられた操作環と、二つの回転
部を有し、一方の回転部が前記操作環と連動するトルク
発生手段と、前記トルク発生手段の他方の回転部を回転
駆動する駆動手段と、前記操作環の回転方向及び回転速
度に応じた電圧を発生する第一の電圧発生手段と、前記
駆動手段の回転方向及び回転速度に応じた電圧を発生す
る第二の電圧発生手段と、前記第一の電圧発生手段で発
生した電圧と前記第二の電圧発生手段で発生した電圧と
をそれぞれに所定の重みをつけて加算する重み付き加算
手段と、を具備し、前記トルク発生手段が前記二つの回
転部の相対回転速度に応じたトルクを前記操作環に付与
するものであり、前記駆動手段が前記重み付き加算手段
で加算された電圧に基づいて、前記他方の回転部の回転
方向及び回転速度を制御するものであることを特徴とす
るものである。

【００１５】ここで、重み付き加算手段は、例えば差動
増幅器を用いて構成される。尚、重み付き加算手段は、
第一の電圧発生手段で発生した電圧と第二の電圧発生手
段で発生した電圧とを加算する際の重みを可変すること
ができるものであることが好ましい。

【００１６】また、第一の電圧発生手段は、例えば操作
環と連動するポテンショメータと、ポテンショメータで
発生した電圧の交流成分を抽出するフィルタと、フィル
タで抽出された電圧を増幅する増幅器と、を備えて構成
される。

【００１７】駆動手段には、例えばＤＣモータが用いら
れる。ＤＣモータは入力電圧の大きさに応じて回転方向
及び回転速度を変える。

【００１８】第二の電圧発生手段には、例えばタコジェ
ネレータが用いられる。尚、駆動手段にＤＣモータを用
いる場合、ＤＣモータは回転速度に比例して入力電流が
増減するので、ＤＣモータの入力電流に応じた電圧を発
生する電圧発生部と、この電圧発生部で発生した電圧を
増幅する増幅器とを用いることにより、ＤＣモータの回
転方向及び回転速度に応じた電圧を発生させることがで
きる。ここで、電圧発生部としては、ＤＣモータの入力
電流が流れる負荷抵抗を回路素子のうちの一つとするブ
リッジ回路等が考えられる。

【００１９】

【作用】本発明の操作環の負荷可変装置は、前記の構成
により、使用者が操作環を回すと、検出手段によって操
作環の回転速度と回転方向とが検出される。制御手段
は、検出手段によって検出された結果にもとづいて、操
作環の負荷が入力部に入力された使用者の好みの値とな
るように、駆動手段を制御する。これにより、操作環の
負荷を使用者の好みに合わせることができる。また、レ
ンズ鏡筒の機械可動部分に注入されるグリースの粘性に
依存することなく操作環の負荷を変えるので、操作環の
負荷が温度によって変動するのを防止することができ
る。

【００２０】また、本発明の他の操作環の負荷可変装置
は、前記の構成により、使用者が操作環を回すと、検出
手段によって操作環の回転速度と回転方向とが検出され
る。制御手段は、検出手段によって検出された結果に応
じて、トルク発生手段の二つの回転部の相対回転速度が
予め使用者の好み等に合わせて設定された操作環の負荷
に応じた値となるように、駆動手段を制御する。このよ
うに、トルク発生手段の相対回転速度を制御することに
より、操作環の負荷を使用者の好みに合わせて可変する
ことができる。

【００２１】また、本発明の更に他の操作環の負荷可変
装置は、前記の構成により、重み付き加算手段が、第一
の電圧発生手段で発生した操作環の回転方向及び回転速
度に応じた電圧と、第二の電圧発生手段で発生した駆動
手段の回転方向及び回転速度に応じた電圧とを、それぞ
れに所定の重みを付けて加算する。そして、駆動手段
は、この加算した電圧に基づいて、トルク発生手段の他
方の回転部を制御する。したがって、上述した重みを適
当な値に設定することにより、トルク発生手段の二つ回
転部の相対回転速度を制御することができるので、操作
環の負荷を使用者の好みに合わせて可変することができ
る。

【００２２】尚、本発明の更に他の操作環の負荷可変装
置に用いる重み付き加算手段を差動増幅器を用いて構成
した場合、マイクロプロセッサ等に組み込まれた制御プ
ログラムを用いて駆動手段を制御する場合に比べて、駆
動手段の制御を速やかに行うことができる。また、装置
全体を小さくすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第一実施形態に
ついて図１乃至図３を参照して説明する。

【００２４】図１は本発明の第一実施形態である操作環
の負荷可変装置の概略ブロック図、図２は図１に示す装
置に用いるトルクダンパーの特性図、図３は図１に示す
装置の動作を説明するためのフロー図である。

【００２５】本実施形態である操作環の負荷可変装置
は、図１に示すように、操作環１と、トルク発生手段で
あるトルクダンパー２と、検出手段であるエンコーダ3
及び回転速度/方向検出部４と、駆動手段であるドライ
バ５及びステップモータ６と、トルク設定部７と、制御
手段であるマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）８
と、を備えている。

【００２６】操作環１は、レンズを動かしてフォーカシ
ング又はズーミングを行うためのものであり、図示して
いないが、レンズ鏡筒に設けられている。使用者は、操
作環１を回転させることにより、フォーカシング又はズ
ーミングを行う。

【００２７】トルクダンパー２は、入力したトルクを軽
減して出力するものである。トルクダンパー２によって
取り出されるトルクは、図２に示すように、入力側の回
転軸と出力側の回転軸との相対回転速度に比例する。
尚、トルクダンパー２の入力側の回転軸はステップモー
タ６と、そしてトルクダンパー２の出力側の回転軸は操
作環１と、それぞれ連動して回転するように連結されて
いる。したがって、出力側の回転軸の回転方向及び回転
速度は操作環１の回転方向及び回転速度と、また入力側
の回転軸の回転方向及び回転速度はステップモータ６の
回転方向及び回転速度と、それぞれ等しい。

【００２８】エンコーダ3は、使用者によって操作され
る操作環１の動きを電気信号に変換する。回転速度/方
向検出部４は、エンコーダ3からの信号に基づき操作環
１の回転方向と回転速度とを検出する。ドライバ５は、
マイクロプロセッサユニット８からの制御信号を増幅し
てステップモータ６に出力する。これにより、ステップ
モータ６を回転駆動する。

【００２９】トルク設定部７には、図２に示すような、
トルクダンパー２の入力側と出力側との相対回転速度
と、トルクダンパー２の出力側に発生するトルクとの関
係を表すテーブルが記憶されている。また、トルク設定
部７は、このテーブルに基づき、トルクダンパー２の出
力側に発生させるべきトルクに応じた相対回転速度を抽
出する。ここで、トルクダンパー２の出力側に発生させ
るべきトルクとは、使用者が入力装置等によって設定し
た操作環１の負荷（使用者が操作環１を回転させるのに
必要とするトルク）から、操作環１とトルクダンパー２
との接続を解除した状態で操作環１を回転させるのに必
要とするトルクを引いたトルク値のことである。たとえ
ば、使用者が設定した操作環１の負荷をＴ１［ｇ・ｃ
ｍ］、操作環１とトルクダンパー２との接続を解除した
状態で操作環１を回転させるのに必要とするトルクをＴ
２［ｇ・ｃｍ］とした場合、トルクダンパー２の出力側
に発生させるべきトルクは、Ｔ１−Ｔ２［ｇ・ｃｍ］と
なる。トルク設定部７は、トルクダンパー２の出力側に
発生させるべきトルクがＸ１［ｇ・ｃｍ］である場合、
図２に示す情報が記憶されたテーブルから相対回転速度
Ｎ１［ｒｐｓ］を抽出する。

【００３０】マイクロプロセッサユニット８は、回転速
度/方向検出部４で検出された操作環１の回転方向及び
回転速度と、トルク設定部７で抽出された相対回転速度
とに基づき、ステップモータ６の回転速度を算出する。
たとえば、回転速度/方向検出部４で検出された操作環
１の回転方向及び回転速度が右回りにＳ１［ｒｐｓ］、
トルク設定部７で抽出された相対回転速度がＮ１［ｒｐ
ｓ］であるとすると、マイクロプロセッサユニット８
は、ステップモータ６がＮ１−Ｓ１［ｒｐｓ］の回転速
度で左回りに回転するように、ドライバ５に制御信号を
出力する。尚、制御信号は、ステップモータ６の回転方
向を制御するための信号と、回転速度を制御するための
パルス信号とから成り立っている。

【００３１】次に、図３に示すフローに基づき本実施形
態の動作について説明する。尚、図３に示すフローは、
マイクロプロセッサユニット８に記憶された制御プログ
ラムにしたがって処理される。先ず、マイクロプロセッ
サユニット８は、トルク設定部７で抽出された相対回転
速度Ｎ１［ｒｐｓ］を入力し（ｓｔｅｐ１）、その後、
回転速度/方向検出部４で検出された操作環１の回転方
向及び回転速度Ｓ１［ｒｐｓ］を入力する（ｓｔｅｐ
２）。次に、マイクロプロセッサユニット８
は、パルス信号のパルス間隔とステップモータ６の回転
速度との関係を表すテーブルが記憶されたメモリから、
Ｎ１［ｒｐｓ］に対応するパルス間隔ＰＮ１［μｓ］
と、Ｓ１［ｒｐｓ］に対応するパルス間隔ＰＳ１［μ
ｓ］とを読み出す（ｓｔｅｐ３）。

【００３２】次に、マイクロプロセッサユニット８は、
ステップモータ６を回転駆動するパルス信号のパルス間
隔ＰＷ［μｓ］（＝ＰＳ１−ＰＮ１）を算出する（ｓｔ
ｅｐ４）。そして、内蔵のカウンタでＰＷ［μｓ］経過
するのをカウントし（ｓｔｅｐ５）、ＰＷ［μｓ］経過
したときに、パルスと回転方向に関する信号とをドライ
バ５に出力する（ｓｔｅｐ６）。ドライバ５は、マイク
ロプロセッサユニット８から送られてきた信号を増幅し
てステップモータ６を回転駆動する。

【００３３】ｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ６の処理は、繰り返
し行われる。これにより、トルクダンパー１の入力側と
出力側との相対回転速度は、トルク設定部７で抽出した
相対回転速度Ｎ１［ｒｐｓ］と常に等しくなるように制
御される。

【００３４】本発明の第一実施形態では、使用者が操作
環１を回すと、回転速度/方向検出部４によって操作環
１の回転速度と回転方向とが検出される。マイクロプロ
セッサユニット８は、回転速度/方向検出部４によって
検出された操作環１の回転速度と回転方向に基づいて、
トルクダンパー２の入力側と出力側との相対回転速度が
トルク設定部７で抽出された相対回転速度と等しくなる
ように、ステップモータ６を制御する。

【００３５】このように、第一実施形態によれば、トル
クダンパー２の入力側と出力側との相対回転速度が常に
一定となるようにステップモータ６を制御することによ
り、トルクダンパー２は、図２に示すように、入力側と
出力側との相対回転速度に応じたトルクを出力するの
で、操作環１の回転速度に関わらず操作環１の負荷を一
定にすることができる。

【００３６】また、第一実施形態によれば、トルクダン
パー２の入力側と出力側との相対回転速度がトルク設定
部７で抽出された相対回転速度、すなわち、予め使用者
の好み等に合わせて設定された操作環１の負荷に応じた
相対回転速度と等しくなるようにステップモータ６を制
御しているので、操作環１の負荷を使用者の好みに合わ
せて可変することができる。

【００３７】さらに、第一実施形態によれば、レンズ鏡
筒の機械可動部分に注入されるグリースの粘性に依存す
ることなく操作環１の負荷を設定することができるの
で、操作環１の負荷が温度によって変動するのを防止す
ることができる。

【００３８】尚、本実施形態において、回転速度/方向
検出部４の検出感度（分解能）を高くした場合、例えば
使用者が操作環１を反転させたようなときでも、操作環
１に所定の負荷を与えることができるようにステップモ
ータ６の回転方向を素早く反転させることができる。

【００３９】次に、本発明の第二実施形態について図４
を参照して説明する。

【００４０】図４は本発明の第二実施形態である操作環
の負荷可変装置の概略ブロック図である。尚、本実施形
態において本発明の第一実施形態と同一の機能を有する
ものには、同一の符号又は対応する符号を付すことによ
り、その詳細な説明を省略する。

【００４１】本実施形態である操作環の負荷可変装置
は、図４に示すように、操作環１と、トルクダンパー２
と、検出手段であるポテンショメータ3１と、Ａ／Ｄコ
ンバータ３２と、駆動手段であるドライバ５１及びＤＣ
モータ６1と、トルク設定部７と、マイクロプロセッサ
ユニット（ＭＰＵ）８1と、Ｄ／Ａコンバータ８２と、
Ｆ／Ｖ変換器８３と、比較アンプ８４と、を備えてい
る。

【００４２】ポテンショメータ３１は、操作環１と連動
するように接続されており、操作環１の位置に応じた電
圧信号を出力する。Ａ／Ｄコンバータ３２は、ポテンシ
ョメータ３１によって得られたアナログの電圧信号をデ
ジタル信号に変換する。

【００４３】マイクロプロセッサユニット８1は、Ａ／
Ｄコンバータ３２からのデジタル信号に基づき操作環１
の回転方向及び回転速度を算出すると共に、この回転方
向及び回転速度とトルク設定部７で抽出された相対回転
速度とに基づき、ＤＣモータ３１の回転速度を算出す
る。そして、算出したＤＣモータ３１の回転速度に基づ
いて、ＤＣモータ３１の制御信号を出力する。

【００４４】Ｄ／Ａコンバータ８２は、マイクロプロセ
ッサユニット８1から送られてきたデジタルの制御信号
をアナログの電圧信号に変換する。Ｆ／Ｖ変換器８３
は、ＤＣモータ３１の回転速度を検出し、この回転速度
を電圧信号に変換する。比較アンプ８４は、Ｄ／Ａコン
バータ８２からの電圧信号とＦ／Ｖ変換器８３からの電
圧信号とを比較して、両者が一致するようにＤＣモータ
３１を制御する。

【００４５】次に、本実施形態の動作について説明す
る。先ず、マイクロプロセッサユニット８１は、Ａ／Ｄ
コンバータ３２によってデジタル信号に変換されたポテ
ンショメータ３１の電圧値を所定のサンプリング間隔で
読み込み、連続して読み込まれた電圧信号の変動を検出
することにより、操作環１の回転方向及び回転速度を算
出する。次に、マイクロプロセッサユニット８１は、こ
の回転方向及び回転速度に基づき、トルクダンパー２の
入力側と出力側との相対回転速度がトルク設定部７で抽
出された相対回転速度と等しくなるＤＣモータ３１の回
転方向及び回転速度を算出する。そして、算出したＤＣ
モータ３１の回転速度に基づいて、ＤＣモータ３１の制
御信号を出力する。

【００４６】次に、Ｄ／Ａコンバータ８２は、マイクロ
プロセッサユニット８１からのデジタルの制御信号をア
ナログの電圧信号に変換して比較アンプ８４に入力す
る。比較アンプ８４は、Ｆ／Ｖ変換器８３からの電圧信
号がＤ／Ａコンバータ８２からの電圧信号と一致するよ
うに、ドライバ５１を介してＤＣモータ３１を制御す
る。このようにして、ＤＣモータ３１の回転方向及び回
転速度をマイクロプロセッサユニット８１で算出した回
転方向及び回転速度に合わせる。

【００４７】上記の動作を繰り返し行うことにより、ト
ルクダンパー１の入力側と出力側との相対回転速度は、
トルク設定部７で抽出した相対回転速度と常に等しくな
るように制御される。本発明の第二実施形態では、使用
者が操作環１を回すと、マイクロプロセッサ８１は、ポ
テンショメータ３１からの信号に基づいて操作環１の回
転速度と回転方向とを算出し、その後、算出した操作環
１の回転速度と回転方向に基づいて、トルクダンパー２
の入力側と出力側との相対回転速度がトルク設定部７で
抽出された相対回転速度と等しくなるように、ＤＣモー
タ６１を制御する。

【００４８】このように、第二実施形態によれば、トル
クダンパー２の入力側と出力側との相対回転速度が常に
一定となるようにＤＣモータ６１を制御することによ
り、操作環１の回転速度に関わらず操作環１の負荷を一
定にすることができる。その他の効果は、本発明の第一
実施形態と同様である。

【００４９】次に、本発明の第三実施形態について図５
及び図６を参照して説明する。

【００５０】図５は本発明の第三実施形態である操作環
の負荷可変装置の動作を説明するための図、図６は本実
施形態装置における操作環の回転速度と負荷との関係を
示す図である。尚、本実施形態において本発明の第一実
施形態と同一の機能を有するものには、同一の符号又は
対応する符号を付すことにより、その詳細な説明を省略
する。また、本実施形態装置の概略ブロック図は図１に
示す第一実施形態のものと基本的に同様であるので省略
する。

【００５１】本実施形態装置は、操作環１の回転速度に
応じて操作環１の負荷を可変するものである。本実施形
態装置では、マイクロプロセッサは図６に示す（ａ），
（ｂ），（ｃ），（ｄ）の特性を得ることができるよう
にプログラムされている。また、トルク設定部には、図
６に示す（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各特性を実
現するために、操作環１の回転速度とトルクダンパー２
の相対回転速度との関係を表すテーブルが図６に示す
（ａ）〜（ｄ）の各モード毎に記憶されている。これ等
のテーブルは、図２に示すトルクダンパー２の相対回転
速度と発生トルクとの関係に基づいて求められる。

【００５２】以下に、図５に示すフローに基づき本実施
形態の動作について説明する。

【００５３】先ず、マイクロプロセッサユニットは、回
転速度/方向検出部４で検出された操作環１の回転方向
及び回転速度Ｓ２［ｒｐｓ］を入力し（ｓｔｅｐ１）、
その後、入力装置等により予め使用者によって選択され
たトルク設定部内のテーブルから、操作環の回転速度Ｓ
２［ｒｐｓ］に対応するトルクダンパー２の相対回転速
度Ｎ２［ｒｐｓ］を読み込む（ｓｔｅｐ２）。

【００５４】次に、マイクロプロセッサユニットは、パ
ルス信号のパルス間隔とステップモータ６の回転速度と
の関係を表すテーブルが記憶されたメモリから、Ｎ２
［ｒｐｓ］に対応するパルス間隔ＰＮ２［μｓ］と、Ｓ
２［ｒｐｓ］に対応するパルス間隔ＰＳ２［μｓ］とを
読み出す（ｓｔｅｐ３）。

【００５５】次に、マイクロプロセッサユニットは、ス
テップモータ６を回転駆動するパルス信号のパルス間隔
ＰＷ［μｓ］（＝ＰＳ２−ＰＮ２）を算出する（ｓｔ
ｅｐ４）。そして、内蔵のカウンタでＰＷ［μｓ］経
過するのをカウントし（ｓｔｅｐ５）、ＰＷ［μｓ］
経過したときに、パルスと回転方向に関する信号とをド
ライバ５に出力する（ｓｔｅｐ６）。ドライバ５は、マ
イクロプロセッサユニットから送られてきた信号を増幅
してステップモータ６を回転駆動する。

【００５６】ｓｔｅｐ１〜ｓｔｅｐ６の処理は、繰り返
し行われる。これにより、トルクダンパー２の入力側と
出力側との相対回転速度は、操作環１の回転速度に比例
して大きくなるように制御される。

【００５７】このように、第三実施形態によれば、トル
クダンパー２の入力側と出力側との相対回転速度が操作
環１の回転速度に比例して大きくなるようにステップモ
ータ６を制御することにより、操作環１の回転速度に比
例して操作環１の負荷を増加させることができる。これ
により、使用者は操作環１をより自然な感覚で操作する
ことができる。特に、使用者が、トルク設定部に記憶さ
れたテーブルから図６に示す（ｄ）の特性を実現するた
めのテーブルを選択したときには、操作環１の起動負荷
が軽減されるので、使用者は操作環１をより快適に操作
することができる。尚、操作環１の起動負荷の軽減は、
操作環１の回転速度が所定値以下の時に、ステップモー
タ６を操作環１の回転方向と同方向に回転させればよ
い。本実施形態のその他の効果は、第一実施形態のもの
と同様である。

【００５８】尚、第三実施形態では、第一実施形態装置
のマイクロプロセッサの制御プログラムとトルク設定部
に記憶する情報とを変更したものについて説明したが、
第二実施形態装置のマイクロプロセッサの制御プログラ
ムとトルク設定部に記憶する情報とを同様に変更したも
のでもよい。

【００５９】次に、本発明の第四実施形態について図７
乃び図８を参照して説明する。

【００６０】図７は本発明の第四実施形態である操作環
の負荷可変装置の概略ブロック図、図８は図７に示す装
置の操作環の回転速度と負荷との関係を示す図である。
尚、本実施形態において本発明の第一実施形態と同一の
機能を有するものには、同一の符号又は対応する符号を
付すことにより、その詳細な説明を省略する。

【００６１】本実施形態である操作環の負荷可変装置
は、図７に示すように、操作環１と、トルク発生手段で
あるトルクダンパー２と、駆動手段であるドライバ９１
及びＤＣモータ９２と、第一の電圧発生手段４０と、第
二の電圧発生手段であるタコジェネレータ５０と、重み
付き加算手段６０と、を備えている。

【００６２】トルクダンパー２の入力側の回転軸はＤＣ
モータ９２と、そしてトルクダンパー２の出力側の回転
軸は操作環１と、それぞれ連動して回転するように連結
されている。したがって、出力側の回転軸の回転方向及
び回転速度は操作環１の回転方向及び回転速度と、また
入力側の回転軸の回転方向及び回転速度はＤＣモータ９
２の回転方向及び回転速度と、それぞれ等しい。

【００６３】第一の電圧発生手段４０は、ポテンショメ
ータ４１と、コンデンサ４２と、差動増幅器４３と、抵
抗４４a、４４bとを有する。ポテンショメータ４１は、
操作環１と連動するように接続されており、操作環１の
位置（回転数と回転角度）に応じた電圧を発生する。本
実施形態では、操作環１を最も左に回した状態（左に回
し切った状態）で発生する電圧を基準としたときに、操
作環１を右に回すにつれて発生する電圧が高くなるよう
に設定している。コンデンサ４２は、ポテンショメータ
４１から送られてくる電圧信号の直流成分を除去して、
交流成分即ち操作環１の回転方向及び回転速度を表す成
分を抽出する。差動増幅器４３は、コンデンサ４２で抽
出された電圧を抵抗４４a、４４bで定まる増幅度で反転
増幅する。差動増幅器４３は、非反転端子に電圧Ｖcom
が入力されているので、出力される電圧はＶcom＋Ｖsで
表すことができる。ここで、差動増幅器４３の出力電圧
がＶcomより高いとき、すなわちＶsが正のときは、操作
環１が左回りに回っていることを、また差動増幅器４３
の出力電圧がＶcomより低いとき、すなわちＶsが負のと
きは、操作環１が右回りに回っていることを示す。ま
た、Ｖｓの絶対値は操作環１の回転速度を示す。

【００６４】タコジェネレータ５０は、ＤＣモータ９２
と連動するように接続されており、ＤＣモータ９２の回
転方向と回転速度に応じた電圧を発生する。本実施形態
では、タコジェネレータ５０の出力電圧がＶcom＋Ｖtで
表すことができるように設定している。ここで、タコジ
ェネレータ５０の出力電圧がＶcomより高いとき、すな
わちＶtが正のときは、ＤＣモータ９２が左回りに回っ
ていることを、またタコジェネレータ５０の出力電圧が
Ｖcomより低いとき、すなわちＶtが負のときは、ＤＣモ
ータ９２が右回りに回っていることを示す。また、Ｖt
の絶対値はＤＣモータ９２の回転速度を示す。

【００６５】重み付き加算手段６０は、差動増幅器６１
と、可変抵抗６２と、抵抗６３a、６３bとを有する。差
動増幅器６１は、第一の電圧発生手段４の出力電圧Ｖco
m＋Ｖsとタコジェネレータ５０の出力電圧Ｖcom＋Ｖsと
を、それぞれに可変抵抗６２及び抵抗６３a、６３bで定
まる所定の重みを付けて加算する。可変抵抗６２をＲ
v、抵抗６３a、６３bをそれぞれＲ１、Ｒ２で表した場
合、差動増幅器６１は、非反転端子に電圧Ｖcomが入力
されているので、出力される電圧はＶcom−Ｒ２（Ｖs/
Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）で表すことができる。

【００６６】ドライバ９１は、重み付き加算手段６０の
出力電圧をパワー増幅して、ＤＣモータ９２を回転駆動
する。ここで、ＤＣモータ９２は、重み付き加算手段６
０の出力電圧がＶcomより低いとき、すなわちＲ２（Ｖs
/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）が正のときは、左回りに回転する。ま
た、重み付き加算手段６の出力電圧がＶcomより高いと
き、すなわちＲ２（Ｖs/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）が負のときは、
右回りに回転する。また、ＤＣモータ９２は、Ｒ２（Ｖ
s/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）の絶対値に比例して、回転速度を増減
する。

【００６７】次に、本実施形態の動作について説明す
る。

【００６８】先ず、使用者が操作環１を回すと、第一電
圧発生手段４０が操作環１の回転速度及び回転方向に応
じた電圧Ｖcom＋Ｖsを出力する。一方、タコジェネレー
タ５０は、ＤＣモータ９２の回転速度及び回転方向に応
じた電圧Ｖcom＋Ｖtを出力する。

【００６９】次に、重み付き加算手段６０は、第一の電
圧発生手段４０の出力電圧Ｖcom＋Ｖsとタコジェネレー
タ５０の出力電圧Ｖcom＋Ｖtとを、それぞれに所定の重
みを付けて加算する。そして、この加算した電圧Ｖcom
−Ｒ２（Ｖs/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）を出力する。

【００７０】次に、ドライバ９１は、重み付き加算手段
６０の出力電圧Ｖcom−Ｒ２（Ｖs/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）をパ
ワー増幅して、ＤＣモータ９２に入力する。ＤＣモータ
９２は、Ｒ２（Ｖs/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）の符号及び絶対値に
応じた回転方向及び回転速度で回転する。

【００７１】尚、上述したように、タコジェネレータ５
０の出力電圧Ｖcom＋Ｖtは、ＤＣモータ９２の回転方向
及び回転速度に応じて出力される。したがって、ＤＣモ
ータ９２の回転速度が変わると、タコジェネレータ５０
の出力電圧Ｖcom＋Ｖtが変わるので、重み付き加算手段
６０の出力電圧Ｖcom−Ｒ２（Ｖs/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）も変
わってくる。これにより、ＤＣモータ９２の回転速度が
再度変わる。そして、ＤＣモータ９２は、最終的に、第
一の電圧発生手段４０の出力電圧Ｖcom＋Ｖs、すなわち
操作環１の回転速度で定まる所定の速度で回転する。こ
こで、所定の速度とは、重み付き加算手段６０の出力電
圧Ｖcom−Ｒ２（Ｖs/Ｒv＋Ｖt/Ｒ1）によって設定され
るＤＣモータ９２の回転速度が、重み付き加算回路手段
６０に入力されたタコジェネレータ５０の出力電圧Ｖco
m＋Ｖtが示すＤＣモータ９２の回転速度と一致する速度
のことである。この所定の速度は、第一発生手段４０の
出力電圧Ｖcom＋Ｖt、すなわち操作環１の回転速度に比
例して可変する。また、この可変の割合は、重み付き加
算手段６０の可変抵抗６２、抵抗６３a、６３bによって
定まる。

【００７２】次に、トルクダンパー２は、操作環１に連
動する入力側と、ＤＣモータ９２に連動する出力側との
相対回転速度に応じたトルクを操作環１に伝える。これ
により、操作環１に負荷を与える。

【００７３】本実施形態の装置では、トルクダンパー２
の入力側の回転軸を回転駆動するＤＣモータ９２の回転
方向及び回転速度は、操作環１の回転方向及び回転速度
と、重み付き加算手段６０の重みによって定まる。した
がって、本実施形態によれば、可変抵抗６２の抵抗値を
変えて上記の重みを適当な値に設定することにより、操
作環１の回転速度に比例して、トルクダンパー２の入力
側と出力側との相対回転速度を変えることができる。こ
こで、トルクダンパー２は、図２に示すように、入力側
と出力側との相対回転速度に比例してトルクを出力する
ので、操作環１の負荷を使用者の好みに合わせて可変す
ることができる。たとえば、図８に示す（a）、（b）、
（c）の各特性は、可変抵抗６２の抵抗値を変えること
により、容易に実現することができる。

【００７４】また、本実施形態によれば、図８に示すよ
うに、操作環１の回転速度に比例して、操作環１の負荷
を増減させることができる。これにより、使用者は操作
環１をより自然な感覚で操作することができる。

【００７５】さらに、本実施形態によれば、ＤＣモータ
９２を、差動増幅器６１を用いて構成された重み付き加
算手段６０の出力電圧に基づいて制御している。したが
って、ＤＣモータ９２をマイクロプロセッサ等に組み込
まれた制御プログラムにより、ソフトウエア的に制御す
る場合に比べて、ＤＣモータ９２の制御を速やかに行う
ことができる。また、装置全体を小さくすることができ
る。その他の効果は、第一実施形態のものと同様であ
る。

【００７６】次に、本発明の第五実施形態について図９
を参照して説明する。

【００７７】図９は本発明の第五実施形態である操作環
の負荷可変装置の概略ブロック図である。尚、本実施形
態において本発明の第四実施形態と同一の機能を有する
ものには、同一の符号又は対応する符号を付すことによ
り、その詳細な説明を省略する。

【００７８】本実施形態の操作環の負荷可変装置が第四
実施形態のものと異なる点は、タコジェネレータ５０に
代えて第二の電圧発生手段７０を用いたことである。そ
の他の構成は、第四実施形態のものと同様である。

【００７９】第二の電圧発生手段７０は、ブリッジ抵抗
７１a、７１b、７１cと、差動増幅器７２と、抵抗７３
a、７３b、７３c、７３dと、を有する。ブリッジ抵抗７
１a〜７１cは、ＤＣモータ９２の入力電流が流れる負荷
抵抗Ｒiと共にブリッジ回路を構成している。ＤＣモー
タ９２は、回転方向によって入力電流の流れる向きが変
わる。また、回転速度に比例して入力電流が増減する。
したがって、図９に示すように、ＤＣモータ９２の負荷
抵抗Ｒiを用いてブリッジ回路を構成することにより、
ブリッジ回路のノードＮ１、Ｎ２からＤＣモータ９２の
回転方向及び回転速度に応じた電圧を取り出すことがで
きる。差動増幅器７２は、ブリッジ回路のノードＮ１、
Ｎ２から取り出された電圧を抵抗７３a〜７３d で定ま
る増幅度で増幅する。ここで、差動増幅器７２は、非反
転端子に電圧Ｖcomが入力されているので、出力される
電圧はＶcom＋Ｖtで表すことができる。ここで、差動増
幅器７２の出力電圧がＶcomより高いとき、すなわちＶt
が正のときは、ＤＣモータ９２が左回りに回っているこ
とを、また差動増幅器７２の出力電圧がＶcomより低い
とき、すなわちＶtが負のときは、ＤＣモータ９２が右
回りに回っていることを示す。また、Ｖtの絶対値はＤ
Ｃモータ９２の回転速度を示す。

【００８０】本実施形態の動作は、第二の電圧発生手段
７０がＤＣモータ９２の回転速度及び回転方向に応じた
電圧Ｖcom＋Ｖtを出力する点を除いて、第四実施形態の
ものと基本的に同様である。したがって、本実施形態の
動作の詳細な説明を省略する。

【００８１】本実施形態の装置では、トルクダンパー２
の入力側を回転駆動するＤＣモータ９２の回転方向及び
回転速度は、操作環１の回転方向及び回転速度と、重み
付き加算手段６０の重みによって定まる。したがって、
本実施形態によれば、可変抵抗６２の抵抗値を変えて上
記の重みを適当な値に設定することにより、操作環１の
回転速度に比例して、トルクダンパー２の入力側と出力
側との相対回転速度を変えることができる。ここで、ト
ルクダンパー２は、図２に示すように、入力側と出力側
との相対回転速度に比例してトルクを出力するので、操
作環１の負荷を使用者の好みに合わせて可変することが
できる。その他の効果は、第四実施形態のものと同様で
ある。

【００８２】本発明は、上記の各実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能で
ある。たとえば、上記の各実施形態では、駆動手段とし
てステップモータ又はＤＣモータを用いたものについて
説明したが、本発明に用いる駆動手段は、トルク発生手
段であるトルクダンパーの入力側の回転軸を回転駆動さ
せることができるものであればよい。

【００８３】また、上記の各実施形態において、使用者
がトルク設定部に任意の操作環の負荷を設定するための
入力装置は、操作環の負荷を段階的に可変できるもので
あってもよいし、また無段階的に可変できるものであっ
てもよい。この入力装置は、例えば可変抵抗を用い、使
用者が入力した操作環の負荷に応じた電圧をトルク設定
部へ出力するように構成することにより、実現される。
尚、操作環の負荷を段階的に可変できるようにする場
合、入力装置の入力部として例えばディップスイッチを
用いることが好ましい。また、操作環の負荷を無段階的
に可変できるようにする場合、入力装置の入力部として
例えばロータリスイッチを用いることが好ましい。

【００８４】さらに、上記の各実施形態において、レン
ズ鏡筒をサーボ動作させる際に、駆動手段を操作環１と
連動するアイドルギアに連結させてもよい。これによ
り、駆動手段によって操作環１を直接回転駆動すること
ができるので、本発明の装置を実現するために新たにＤ
Ｃモータを設ける必要がなくなる。したがって、レンズ
鏡筒の部品点数の増加を抑えることができる。

【００８５】また、本発明の装置に用いる操作環の回転
方向及び回転速度の検出手段は、上記の各実施形態のも
のに限定されるものではない。

【００８６】さらに、本発明は、トルクダンパーの入力
側の回転軸と出力側の回転軸との相対速度を制御するこ
とにより、トルクダンパーの出力側に連結された操作環
の負荷を可変するものであれば、上記の各実施形態に示
すものに限定されない。また、トルクダンパーを介在さ
せることなく、直接駆動手段によって操作環を回転駆動
することにより操作環に負荷を与えるようにしてもよ
い。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の操作環の
負荷可変装置によれば、前記の構成によって、操作環の
負荷が入力部に入力された使用者の好みの値となるよう
に、駆動手段を制御するので、操作環の負荷を使用者の
好みに合わせることができる。また、レンズ鏡筒の機械
可動部分に注入されるグリースの粘性に依存することな
く操作環の負荷を変えるので、操作環の負荷が温度によ
って変動するのを防止することができる。

【００８８】また、本発明の他の操作環の負荷可変装置
によれば、前記の構成によって、トルク発生手段の二つ
の回転部の相対回転速度を制御することにより、操作環
の負荷を使用者の好みに合わせて可変することができ
る。

【００８９】また、本発明の更に他の操作環の負荷可変
装置は、前記の構成により、トルク発生手段における一
方の回転部の回転方向及び回転速度が、トルク発生手段
の他方の回転部と連動する操作環の回転方向及び回転速
度と、重み付き加算手段の重みとにより定まるので、重
み付き加算手段の重みを適当な値に設定することによ
り、トルク発生手段の二つの回転部の相対回転速度を制
御することができ、これにより、操作環の負荷を使用者
の好みに合わせて可変することができる操作環の負荷可
変装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態である操作環の負荷可変
装置の概略ブロック図である。

【図２】図１に示す装置に用いるトルクダンパーの特性
図である。

【図３】図１に示す装置の動作を説明するためのフロー
図である。

【図４】本発明の第二実施形態である操作環の負荷可変
装置の概略ブロック図である。

【図５】本発明の第三実施形態である操作環の負荷可変
装置の動作を説明するための図である。

【図６】第三実施形態における操作環の回転速度と負荷
との関係を示す図である。

【図７】本発明の第四実施形態である操作環の負荷可変
装置の概略ブロック図である。

【図８】図７に示す装置の操作環の回転速度と負荷との
関係を示す図である。

【図９】本発明の第五実施形態である操作環の負荷可変
装置の概略ブロック図である。

【符号の説明】

１操作環２トルクダンパー３エンコーダ４回転速度／方向検出部５，５１,９１ドライバ６ステップモータ７トルク設定部８，８１マイクロプロセッサユニット３１,４１ポテンショメータ３２Ａ／Ｄコンバータ４０第一の電圧発生手段４２コンデンサ４３、６１、７２差動増幅器４４a、４４b、６３a、６３b、７１a、７１b、７１c、
７３a、７３b、７３c、７３d 抵抗５０タコジェネレータ６０重み付き加算手段６２可変抵抗７０第二の電圧発生手段８２Ｄ／Ａコンバータ８３Ｆ／Ｖ変換器８４比較アンプ９２ＤＣモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ鏡筒に設けられた操作環と、前記操作環の回転速度及び回転方向を検出する検出手段
と、前記操作環の負荷を使用者の任意設定により入力する入
力部と、前記操作環を回転駆動する駆動手段と、前記検出手段によって検出された前記操作環の回転速度
及び回転方向と、前記入力部に入力された操作環の負荷
とに応じて、前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする操作環の負荷可変装置。
【請求項２】レンズ鏡筒に設けられた操作環と、二つ
の回転部を有し、一方の回転部が前記操作環と連動する
トルク発生手段と、前記トルク発生手段の他方の回転部
を回転駆動する駆動手段と、前記操作環の回転速度及び
回転方向を検出する検出手段と、前記検出手段によって
得られた結果に基づき前記駆動手段を制御する制御手段
と、を具備し、前記トルク発生手段は、前記二つの回転部の相対回転速
度に応じたトルクを前記操作環に付与することを特徴と
する操作環の負荷可変装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記相対回転速度が一
定になるように前記駆動手段を制御することを特徴とす
る請求項２記載の操作環の負荷可変装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記操作環の回転速度
に応じて前記相対回転速度が変わるように前記駆動手段
を制御することを特徴とする請求項２記載の操作環の負
荷可変装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記操作環の回転速度
が所定値以下のときに、前記トルク発生手段の入力側を
前記操作環と同方向に回転させるように前記駆動手段を
制御することを特徴とする請求項４記載の操作環の負荷
可変装置。
【請求項６】レンズ鏡筒に設けられた操作環と、二つ
の回転部を有し、一方の回転部が前記操作環と連動する
トルク発生手段と、前記トルク発生手段の他方の回転部
を回転駆動する駆動手段と、前記操作環の回転方向及び
回転速度に応じた電圧を発生する第一の電圧発生手段
と、前記駆動手段の回転方向及び回転速度に応じた電圧
を発生する第二の電圧発生手段と、前記第一の電圧発生
手段で発生した電圧と前記第二の電圧発生手段で発生し
た電圧とをそれぞれに所定の重みをつけて加算する重み
付き加算手段と、を具備し、前記トルク発生手段は、前記二つの回転部の相対回転速
度に応じたトルクを前記操作環に付与するものであり、前記駆動手段は前記重み付き加算手段で加算された電圧
に基づいて、前記他方の回転部の回転方向及び回転速度
を制御するものであることを特徴とする操作環のトルク
負荷可変装置。
【請求項７】前記重み付き加算手段は、差動増幅器を
用いて構成されていることを特徴とする請求項６記載の
操作環の負荷可変装置。
【請求項８】前記重み付き加算手段は、前記所定の重
みを可変することができるものであることを特徴とする
請求項６又は７記載の操作環の負荷可変装置。
【請求項９】前記第一の電圧発生手段は、前記操作環
と連動するポテンショメータと、前記ポテンショメータ
で発生した電圧の交流成分を抽出するフィルタと、前記
フィルタで抽出された電圧を増幅する増幅器と、を有す
るものであることを特徴とする請求項６、７又は８記載
の操作環の負荷可変装置。
【請求項１０】前記駆動手段は、ＤＣモータであるこ
とを特徴とする請求項６、７、８又は９記載の操作環の
負荷可変装置。
【請求項１１】前記第二の電圧発生手段は、タコジェ
ネレータであることを特徴とする請求項６、７、８、９
又は１０記載の操作環の負荷可変装置。
【請求項１２】前記第二の電圧発生手段は、前記ＤＣ
モータの入力電流に応じた電圧を発生する電圧発生部
と、前記電圧発生部で発生した電圧を増幅する増幅器
と、を有することを特徴とする請求項１１記載の操作環
の負荷可変装置。
【請求項１３】前記電圧発生部は、前記ＤＣモータの
入力電流が流れる負荷抵抗を回路素子のうちの一つとす
るブリッジ回路であることを特徴とする請求項１２記載
の操作環の負荷可変装置。