(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡筒の可動部を操作するためのアクチュエータと、
レンズ鏡筒の可動部の位置を検出する位置センサと、
この位置センサの信号によりアクチュエータを制御して可動部を位置決めする制御回路と、を備え、
前記制御回路を１チップにて構成するとともに、当該制御回路が、レンズ鏡筒に搭載され且つ外部回路と着脱可能であって、当該制御回路は、前記外部回路から目標位置シリアルデータと当該シリアルデータを読み出すタイミングを与えるクロック信号と当該シリアルデータの送信先を特定する信号とが供給されるとともに電源が与えられるシリアルドライバを有し、当該シリアルドライバは、フォーカスポジション信号を第１の比較器に入力し、ズームポジション信号を第２の比較器に入力し、アイリスポジション信号を第３の比較器に入力し、
前記第１の比較器は、第１のコントローラと第１のドライバを介して第１のモータに駆動信号を供給し、第１の位置センサがフォーカスレンズの位置を検出し、その検出信号は、第１のセンサアンプに供給されて増幅された後前記第１の比較器に入力され、当該第１の比較器は、前記第１のセンサアンプからの検出信号と前記フォーカスポジション信号とを比較し、その差に対応した差動信号を前記第１のコントローラを介して前記第１のドライバに送り、当該第１のドライバは前記差動信号に基づいて駆動信号を第１のモータに供給することにより前記フォーカスレンズが所定の位置に移動して位置決めされ、
前記第２の比較器は、第２のコントローラと第２のドライバを介して第２のモータに駆動信号を供給し、当該第２のモータは前記駆動信号によりズームレンズを移動し、第２の位置センサが前記ズームレンズの位置を検出し、その検出信号は、第２のセンサアンプに供給されて増幅された後前記第２の比較器に入力され、当該第２の比較器は、前記第２のセンサアンプからの検出信号と前記ズームポジション信号とを比較し、その差に対応した差動信号を前記第２のコントローラを介して前記第２のドライバに送り、当該第２のドライバは前記差動信号に基づいて駆動信号を第２のモータに供給することにより前記ズームレンズが所定の位置に移動して位置決めされ、
前記第３の比較器は、第３のコントローラと第３のドライバを介して第３のモータに駆動信号を供給し、その駆動信号により当該第３のモータが開口部の大きさを調整するときに、第３の位置センサが前記第３のモータのロータの位置を検出し、その検出信号は、第３のセンサアンプに供給されて増幅された後前記第３の比較器に入力され、当該第３の比較器は、前記第３のセンサアンプからの検出信号と前記アイリスポジション信号とを比較し、その差に対応した差動信号を前記第３のコントローラを介して前記第３のドライバに送り、当該第３のドライバは前記差動信号に基づいて駆動信号を第３のモータに供給することにより前記開口部の大きさが所定の大きさに設定されることを特徴とするレンズ鏡筒の可動部の制御装置。
【請求項２】
前記制御回路は記憶装置を有し、当該記憶装置は、前記シリアルドライバに接続されていて、前記フォーカスレンズ及び前記ズームレンズが、被写体の像の焦点を結ぶフランジバック調整用のパラメータを記憶する請求項１に記載のレンズ鏡筒の可動部の制御装置。
【請求項３】
レンズ鏡筒の可動部は、ズームレンズ、フォーカスレンズ、アイリスであり、ズームレンズとフォーカスレンズの位置は、それぞれ磁気抵抗素子センサで検出される請求項１に記載のレンズ鏡筒の可動部の制御装置。
【請求項４】
ズームレンズのアクチュエータとフォーカスレンズのアクチュエータは、リニヤアクチュエータである請求項３に記載のレンズ鏡筒の可動部の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばビデオカメラに設けられるレンズ鏡筒の可動部の制御を行うレンズ鏡筒の可動部の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビデオカメラ等のレンズ鏡筒には、フォーカス機能やズームレンズ機能を備えており、フォーカスレンズ部やズームレンズ部にはアクチュエータが設けられている。この種のアクチュエータとしては、例えばズームレンズやフォーカスレンズを直線的に移動させるためにリニヤモータが用いられている。
またレンズ鏡筒には、光量を調整するためのアイリス機構も設けられている。このアイリス機構はアクチュエータにより開口径を調整できる。
このようなレンズ部を通過した被写体像は、ズームレンズの後方に設けられたＣＣＤ（電荷結合素子）のような固体撮像素子の撮像面に結合させるようになっている。
【０００３】
レンズ鏡筒は、レンズ鏡筒のズームレンズ、フォーカスレンズ及びアイリスの位置を検出するために位置センサを備えており、アクチュエータがこれらのズームレンズ、フォーカスレンズ、アイリスの位置を調整するために、位置センサとアクチュエータは、ビデオカメラの固定部側に設けられたカメラ基板上の位置センサアンプやアクチュエータ駆動用のアンプに対してフレキシブルケーブルを用いて電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような電気的な接続構造にすると次のような問題がある。
フレキシブルケーブルのピン数が増加しており、このピン数の増加はビデオカメラの小型化の妨げとなっている。
位置センサの検出信号がフレキシブルケーブルを介してカメラ基板上の位置センサアンプ側に送られるので、位置センサの検出信号の伝送時にＳ／Ｎの劣化が生じる。
フレキシブルケーブルの多用と、フレキシブルケーブル用のコネクタのピン数の増加により、電気的な接続の信頼性が低下している。
【０００５】
位置制御回路がカメラ基板上、すなわちレンズ鏡筒の外に設けられているので、カメラ基板（制御基板）側のマイクロコンピュータの負担が大きくなっている。
カメラ基板の共通化がなかなか図れない。つまり、一般に、レンズ鏡筒が別のもの（例えば倍率の異なるもの）になると、可動部の質量やアクチュエータの推力が変わる為、これらの制御ソフトウェア、及び回路の仕様を変更する必要が生じる。
そこで本発明は上記課題を解消し、小型化が図れるとともに、位置センサの信号のＳ／Ｎの劣化を防ぐことができ、フレキシブルケーブルが不要であるレンズ鏡筒の可動部の制御装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明にあっては、レンズ鏡筒の可動部を操作するためのアクチュエータと、レンズ鏡筒の可動部の位置を検出する位置センサと、この位置センサの信号によりアクチュエータを制御して可動部を位置決めする制御回路と、を備え、制御回路を１チップにて構成するとともにレンズ鏡筒に搭載されて外部回路と着脱可能であって、その制御回路はシリアルドライバを有し、そのシリアルドライバは、フォーカスポジション信号を第１の比較器に入力し、ズームポジション信号を第２の比較器に入力し、アイリスポジション信号を第３の比較器に入力するレンズ鏡筒の可動部の制御装置により、達成される。
【０００７】
本発明のレンズ鏡筒の可動部の制御装置では、位置センサの信号によりアクチュエータを制御して可動部を位置決めする制御装置が、１チップにて構成されてレンズ鏡筒に搭載されているとともに外部回路と着脱可能であって、その制御回路には、フォーカスポジション信号を第１の比較器に入力し、ズームポジション信号を第２の比較器に入力し、アイリスポジション信号を第３の比較器に入力するシリアルドライバを有し、第１の比較器と第１のコントローラと第１のドライバと第１のモータと第１の位置センサと第１のセンサアンプとの働きによりフォーカスレンズを所定の位置に移動して位置決めし、第２の比較器と第２のコントローラと第２のドライバと第２のモータと第２の位置センサと第２のセンサアンプとの働きによりズームレンズを所定の位置に移動して位置決めし、また、第３の比較器と第３のコントローラと第３のドライバと第３のモータと第３の位置センサと第３のセンサアンプとの働きにより開口部の大きさを所定の大きさに設定する。これにより、アクチュエータと位置センサ及び制御回路を外部の基板に対してフレキシブルケーブルで電気的に接続する必要がなくなり、レンズ鏡筒を有する装置の小型化が図れ、かつ位置センサの信号のＳ／Ｎの劣化を防ぐことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００９】
図１は、本発明のレンズ鏡筒の可動部の制御装置を備えるビデオカメラの一例を示している。
図１のビデオカメラ１はコンピュータＣＰに接続されている。このコンピュータＣＰは、ビデオカメラ１に対して制御信号を与えることによりビデオカメラ１のレンズ鏡筒１０を所定の方向に向ける。この種のビデオカメラ１は、このような目的のためにパンニング方向Ｐとチルティング方向Ｔに沿ってレンズ鏡筒１０を位置決めすることができる。この種のビデオカメラ１は、例えば会議を行っている時に各参加者を選択的に写したりすることができる。あるいはこの種のビデオカメラ１は、セキュリティ用の監視に用いることも勿論できる。
【００１０】
図２と図３は、このレンズ鏡筒１０と、その外部に設けられた外部回路１００を示している。レンズ鏡筒１０は、図３に示すように固定レンズ部２０、ズームレンズ部３０、アイリス部５０、フォーカスレンズ部８０、そして制御回路１５０、ＣＣＤ（電荷結合素子）１９０を備えている。
レンズ鏡筒１０は大径部１０ａと小径部１０ｂを有している。レンズ鏡筒１０内には、上述した固定レンズ部２０、ズームレンズ部３０、アイリス部５０、フォーカスレンズ部８０が順番に光軸ＯＰに沿って配列されており、これらの光学系を通った被写体の光ＬはＣＣＤ１９０に結像できるものである。
固定レンズ部２０はレンズ鏡筒１０の最も先端側に配置されており、ズームレンズ部３０は固定レンズ部２０とアイリス部５０の間に位置している。
【００１１】
ズームレンズ部３０の構造について簡単に説明する。
このズームレンズ部３０は、リニヤモータ２２０によりＸ方向にズームレンズ２０２を直線移動するようになっている。枠体２００は駆動用のリニヤモータ（リニヤアクチュエータ）２２０のマグネット２０１を備えており、ズームレンズ２０２は可動枠体２０３に固定されている。可動枠体２０３は駆動用のコイル２０４を備えており、このコイル２０４に通電することで、可動枠体２０３とズームレンズ２０２はＸ方向に移動して位置決め可能である。
可動枠体２０３の近くには位置センサ（位置検出センサともいう）２０５が設けられている。この位置センサ２０５はマグネット２０６と磁気抵抗素子センサ（ＭＲセンサ）２０７を備え、マグネット２０６が可動枠体２０３に固定されている。
位置センサ２０５のマグネット２０６は着磁部２０８を有している。着磁部２０８はＮ極とＳ極が交互に多極着磁されたものである。磁気抵抗素子センサ２０７は感磁部２０７ａを備えており、可動枠体２０３とともにマグネット２０６がＸ方向に移動することにより、感磁部２０７ａが着磁部２０８のＮ極とＳ極の磁束を検出して検出信号Ｓ２を制御回路１５０に送る。
【００１２】
次に、フォーカスレンズ部８０は、ズームレンズ部３０の構造とほぼ同様であり、フォーカスレンズ２６０が可動枠体２０３に取付けられている。その他のリニヤモータ２２０の構造及び位置センサ２０５の構造は、ズームレンズ部３０のリニヤモータ２２０と位置センサ２０５の構造と同じである。感磁部２０７ａの検出信号Ｓ３は制御回路１５０に送る。
【００１３】
次に、ズームレンズ部３０とフォーカスレンズ部８０の間に位置しているアイリス部５０の構造の一例を説明する。
アイリス部５０は、図４に示すような構造を採用できる。図４の光軸ＯＰは図４では紙面垂直方向に向いている。アイリス部５０は、プレート５１，５２、直流モータ５３、アーム５４及び位置センサ５５を備えている。
プレート５１，５２はほぼ対称形状を有しているが、プレート５１，５２はガイド穴５７を有している。各ガイド穴は長穴であって、Ｙ方向に形成されている。プレート５１，５２は、ガイド穴にはめ込まれたピン５９によりＹ方向に相対的に移動することができる。アーム５４はモータ５３の出力軸５３ａに固定されており、モータ５３の作動により、所定角度矢印Ｚ方向に揺動できる。アーム５４の両端のピン６１，６１は、プレート５１，５２のガイド穴６２，６２にはめ込まれており、ガイド穴６２，６２は、Ｙ方向と直角方向に形成されている。
ピン６１，６１はこれらのガイド穴６２，６２にはめ込まれていて、モータ５４の出力軸５３ａが揺動することにより、プレート５１，５２はＹ方向に沿って相対的に反対方向に移動して、開口部６３の大きさを変えることができる。
位置センサ５５は、モータ５３のロータのマグネットの漏れ磁束の大きさを検出信号Ｓ１の値の大きさに変えるものであり、アーム５４の揺動角度は検出信号Ｓ１の大きさと直線的な関係にある。
つまり検出信号Ｓ１の大きさから開口部６３の大きさを制御回路１５０は認識できる。
【００１４】
制御回路１５０は、図２に示すように、レンズ鏡筒１０の小径部１０ｂに対して搭載されている。この制御回路１５０は小径部１０ｂの平面部１０ｃに対して接着剤等で固定されている。この制御回路１５０は、図３に示すようにズームレンズ部３０のリニヤモータ２２０のコイル２０４、フォーカスレンズ部８０のリニヤモータ２２０のコイル２０４、アイリス部５０のモータ５３に対して駆動用の電力を供給する。また制御回路１５０はズームレンズ部３０の磁気抵抗素子センサ２０７、フォーカスレンズ部８０の磁気抵抗素子センサ２０７、そしてアイリス部５０の位置センサ５５に接続されている。このアイリス部５０の位置センサ５５は例えばホール素子を用いることができる。
制御回路１５０はズームレンズ部３０の磁気抵抗素子センサ２０７の検出信号Ｓ２、フォーカスレンズ部８０の磁気抵抗素子センサ２０７の検出信号Ｓ３及びアイリス部５０の位置センサ５５の検出信号Ｓ１を受ける。
【００１５】
制御回路１５０は、図５のような構成になっている。
シリアルドライバ１６９は、フォーカスポジション信号ＦＳを第１の比較器１５４に入力する。シリアルドライバ１６９は、ズームポジション信号ＺＳを第２の比較器１６０に入力する。シリアルドライバ１６９は、アイリスポジション信号ＩＳを第３の比較器１６６に入力する。第１の比較器１５４の出力は、第１のコントローラ１５３、第１のドライバ１５２を介して、リニヤモータ（フォーカス用のアクチュエータ）２２０に対して駆動信号ＤＦＳを供給する。フォーカス用の位置センサ２０５が図３のフォーカスレンズ２６０の位置を検出するとその検出信号Ｓ１は、第１のセンサアンプ１５６により増幅されて第１の比較器１５４に入力される。第１の比較器１５４は、第１のセンサアンプ１５６からの検出信号ＳＳ１とフォーカスポジション信号ＦＳとを比較して、その差動信号を第１のコントローラ１５３を介して第１のドライバ１５２に送り、第１のドライバ１５２は駆動信号ＤＦＳをリニヤモータ２２０に供給することで、フォーカスレンズ２６０が所定の位置に移動して位置決めされる。
【００１６】
同様にして、第２の比較器１６０は、第２のコントローラ１５９と第２のドライバ１５８を介して、リニヤモータ（ズーム用のアクチュエータ）２２０に駆動信号ＤＺＳを送る。リニヤモータ２２０は、この駆動信号ＤＺＳにより図３のズームレンズ２０２を移動する。ズーム用のセンサ２０５がズームレンズ２０２の位置を検出して検出信号Ｓ２を第２のセンサアンプ１６２に送ると、第２のセンサアンプ１６２は増幅した検出信号ＳＳ２を第２の比較器１６０に送る。第２の比較器１６０は、検出信号ＳＳ２とズームポジション信号ＺＳを比較して、その差動信号を第２のコントローラ１５９、第２のドライバ１５８を介して駆動信号ＤＺＳを作り、リニヤモータ２２０はこの駆動信号ＤＺＳにより、ズームレンズ２０２を所定の位置に移動して位置決めする。
第３の比較器１６６は、第３のコントローラ１６５、第３のドライバ１６４を介して駆動信号ＤＩＳをモータ（アイリス用のアクチュエータ）５３に送る。モータ５３が、図４の開口部６３の大きさを調整する時に、位置センサ５５がモータ５３のロータの位置を検出して検出信号Ｓ３を第３のセンサアンプ１６８に送ると、第３のセンサアンプ１６８は増幅された検出信号ＳＳ３を第３の比較器１６６に送る。第３の比較器１６６は、アイリスポジション信号ＩＳと検出信号ＳＳ３を比較して、その差動信号を第３のコントローラ１６５、第３のドライバ１６４に送る。第３のドライバ１６４は、その差動信号に基づいて駆動信号ＤＩＳをモータ５３に送り、モータ５３は図４の開口部６３の大きさを所定の大きさに設定する。
【００１７】
制御回路１５０は、図５と図２に示すようにレンズ鏡筒１０の小径部１０ｂ（固定部）に固定されているが、その制御回路１５０は図２の接続部３００を介して外部回路１００のスロット１０３に着脱可能に接続できる。接続部３００は、基準電源端子Ｖｃｃ、シリアルデータ端子３０１、シリアルクロック端子３０２、チップセレクト端子３０３及びグランド端子ＧＮＤを有している。
シリアルデータ端子３０１は、外部回路１００のシリアルドライバ１０１から制御回路１５０のシリアルドライバ１６９に対して、フォーカスポジション信号ＦＳ、ズームポジション信号ＺＳ、アイリスポジション信号ＩＳに関するデータをシリアルデータとして送ることができる。
【００１８】
シリアルクロック端子３０２は、これらのポジション信号ＦＳ，ＺＳ，ＩＳに対応して送るクロック信号であり、シリアルデータを読み出すタイミングを与えるもので、これによりデータの転送を高速化する事ができる。
チップセレクト端子３０３は、シリアルデータの送信先を特定する為の端子で、これにより、１つのシリアルポートを複数のデバイスで共用する事ができる。
【００１９】
なお、図５の制御回路１５０は記憶装置３５０を有しており、この記憶装置３５０はシリアルドライバ１６９に接続されている。この記憶装置３５０は、図３のズームレンズ部３０のズームレンズ２０２、フォーカスレンズ部８０のフォーカスレンズ２６０が、最終的にＣＣＤ１９０に対して被写体の像の焦点を結ぶように最終調整する、所謂フランジバック調整用のパラメータを記憶している。このようにフランジバック調整用のパラメータを記憶装置３５０に記憶させることにより、レンズ鏡筒の個々のバラツキを制御回路１５０が吸収する事が出来る為、カメラ側は、フランジバック調整をする必要がなくなる。
【００２０】
また外部回路１００のシリアルドライバ１０１から制御回路１５０のシリアルドライバ１６９に対して目標位置であるフォーカスポジション信号ＦＳ、ズームポジション信号ＺＳ、アイリスポジション信号ＩＳを送る際に、フォーカスポジション信号ＦＳとズームポジション信号ＺＳは、例えば２バイトの容量で送り、アイリスポジション信号ＩＳは１バイトの容量で送ることができる。
【００２１】
以上説明したように本発明の実施の形態では、制御回路１５０がレンズ鏡筒１０の固定部側にマウントされており、レンズ鏡筒１０のズームレンズ部３０、アイリス部５０及びフォーカスレンズ部８０の機能を作動させる時には、外部回路１００に対して接続部３００を単に接続するだけで、実施できる。つまり従来必要であった複数本のフレキシブルケーブルの接続が不要であり、複数本のフレキシブルケーブル及びコネクタの接続及びそのピン数の増加による電気的な接続の信頼性の低下を防ぐことができる。また複数本のフレキシブルケーブルが不要であるので、ビデオカメラの小型化が図れる。しかも複数本のフレキシブルケーブルの引回し等の配線も勿論不要であるので、各位置センサ２０５，２０５及び５５が送る検出信号のＳ／Ｎの劣化を防ぐことができる。
【００２２】
ビデオカメラの外部回路は、制御回路１５０に対してポジション信号を与える指令回路としての役割を果たすが、この指令回路として働く外部回路１００をレンズ鏡筒１０の外に設けることによって、外部回路１００のシリアルドライバ１０１（マイクロコンピュータを利用）の負担を小さくすることができる。
また制御回路１５０は、外部回路１００からポジションン信号の指令を受けて作動するので、外部回路１００のみの変更を行えば、異なった仕様、すなわちズームレンズ部３０、アイリス部５０、フォーカスレンズ部８０の異なる動作仕様を、制御回路１５０の構成を変えなくても実現することができる。
なお制御回路１５０は集積回路により１チップ化するのが望ましい。
【００２３】
ところで本発明は上記実施の形態に限定されない。
上述した実施の形態では比較的小型のビデオカメラに対して本発明を適用しているが、これに限らず他の分野あるいは領域のレンズ鏡筒に対しても本発明を適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型化が図れるとともに、位置センサの信号のＳ／Ｎの劣化を防ぐことができ、フレキシブルケーブルが不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ鏡筒の可動部の制御装置を備えるビデオカメラの一例を示す斜視図。
【図２】ビデオカメラのレンズ鏡筒及び外部回路を示す斜視図。
【図３】レンズ鏡筒の内部構造を示す図。
【図４】図３のアイリス部の構造を示す図。
【図５】図３のレンズ鏡筒の各種アクチュエータの駆動制御を行う制御回路と外部回路を示す図。
【符号の説明】
１・・・ビデオカメラ、１０・・・レンズ鏡筒、３０・・・ズームレンズ部、５０・・・アイリス部、５１，５２・・・プレート（可動部）、５３・・・モータ（アイリス用のアクチュエータ）、５５，２０５・・・位置センサ、８０・・・フォーカスレンズ部、１００・・・外部回路、１５０・・・制御回路、２０２・・・ズームレンズ（可動部）、２２０・・・リニヤモータ（フォーカス用アクチュエータ，ズーム用アクチュエータ）、２６０・・・フォーカスレンズ（可動部）
【図１】
0003704835.tif 000002
【図２】
0003704835.tif 000003
【図３】
0003704835.tif 000004
【図４】
0003704835.tif 000005
【図５】
0003704835.tif 000006