(57)【要約】【課題】１軸２操作方式／サーボ方式兼用レンズでは１軸２操作方式からサーボ方式に切換を行うと突起部と勘合溝との位置が合わないためにモータ側と駆動部側との連結が完了せずこの状態で、たとえばズームデマンドを操作するとモータは駆動しているにもかかわらずレンズは駆動されず操作者が違和感を覚えるという問題があった。【解決手段】操作棒の押し引きおよび回転操作によりレンズを操作するマニュアル操作手段と、操作棒とは別のコントローラ操作によりサーボでレンズを制御するサーボ制御手段とレンズ駆動部に伝達するための駆動力を切換える切換手段と切換手段を駆動するための切換部駆動手段とマニュアル操作とサーボ操作を選択するための選択手段とを有するズームレンズにおいて切換手段の移動が完了したことを検出するための切換手段移動完了検出手段とサーボ制御手段とレンズ駆動部との連結が完了したことを検出する連結完了検出手段を有する。【選択図】        図１
2004325639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作棒の押し引きおよび回転操作によりレンズを操作するマニュアル操作手段と、操作棒とは別のコントローラ操作によりサーボでレンズを制御するサーボ制御手段と、レンズ駆動部に伝達するための駆動力を切換える切換手段と、前記切換手段を駆動するための切換部駆動手段と、マニュアル操作とサーボ操作を選択するための選択手段とを有するズームレンズにおいて、前記切換手段の移動が完了したことを検出するための切換手段移動完了検出手段と、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結が完了したことを検出する連結完了検出手段を有し、前記選択手段がマニュアル操作からサーボ操作に切換えられた時、前記切換手段移動完了検出手段から移動完了信号が出力されてから、前記連結完了検出手段からの連結完了信号が検出されるまで、前記サーボ制御手段を駆動し、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結を完了させることを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
操作棒の押し引きおよび回転操作によりレンズを操作するマニュアル操作手段と、操作棒とは別のコントローラ操作によりサーボでレンズを制御するサーボ制御手段と、レンズ駆動部に伝達するための駆動力を切換える切換手段と、前記切換手段を駆動するための切換部駆動手段と、マニュアル操作とサーボ操作を選択するための選択手段とを有するズームレンズにおいて、前記切換部駆動手段で消費される電流を検出するための電流検出手段と、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結が完了したことを検出する連結完了検出手段を有し、前記選択手段がマニュアル操作からサーボ操作に切換えられた時、前記電流検出手段からあらかじめ設定した基準値以上の値が出力されてから、前記連結完了検出手段からの連結完了信号が検出されるまで、前記サーボ制御手段を駆動し、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結を完了させることを特徴とするズームレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１軸２操作方式の操作棒によってズーム操作及びフォーカス操作がマニュアルでできるとともに、別途設定されたズームデマンドおよびフォーカスデマンドによりサーボでズーム・フォーカス操作がそれぞれ可能なズームレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ用ズームレンズは、野球やゴルフ・サッカーなどのスポーツ中継では、すばやいズーム操作やズーム・フォーカス同時操作などが必要とされるため、操作棒の押し引き操作および回転操作によりズーム・フォーカスをメカニカルに操作する１軸２操作方式がよく使用されていた。一方で、スタジオ内で行われるドラマ撮影では、スローズームが容易で、画角補正機能やプリセット機能等を備えたサーボ方式で使用されることが多かった。しかし、１本で１軸２操作方式とサーボ方式の両方で使用できるレンズに対する要求が高まり、まず操作部を１軸２操作方式にしたサーボレンズが開発され、続いてメカニカル１軸２操作方式／サーボ方式兼用レンズが開発された。
【０００３】
また、サーボ方式レンズの性能に対する要求も年々厳しくなり、制御面では高速化・高精度化の要求が強くなった。これらの要求を満たすべく、従来はポテンショメータを使用していた位置センサーをロータリエンコーダに変更し、駆動範囲における出力パルス数を増加させるために、サーボモジュール内にロータリエンコーダを配置し、高速化・高精度化の要求に応えてきた。しかし、サーボモジュール内にロータリエンコーダを配置した構成の１軸２操作方式／サーボ方式兼用レンズは、１軸２操作方式の時にロータリエンコーダがレンズ駆動部から切り離されてしまい、レンズ駆動部の位置とロータリエンコーダ出力が一致しなくなっていた（特開２０００−１６５７２２、等）。
【０００４】
１軸２操作方式／サーボ方式兼用レンズでは、レンズ駆動部に伝える駆動力を、操作棒からの駆動力とサーボモジュール内のモータからの駆動力とで切換えるための切換手段を構成している。図３に示すように、ズームカム等のレンズ駆動部に直結された動力伝達手段には突起部１０１が１つ設けられており、モータからの駆動力を伝える回転部材５と操作棒からの駆動力を伝える回転部材３にはそれぞれに１箇所だけ突起部１０１と勘合するための勘合溝が設けられている。このように、モータおよび操作棒からの駆動力を伝える回転部材とレンズ駆動部に直結された動力伝達手段は、１箇所のみで連結するように構成することにより、切換え手段の構成を簡単にでき、かつ１軸２操作方式からサーボ方式に切換えたときにレンズ駆動部の位置とロータリエンコーダ出力を常に一致させることができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような１軸２操作方式／サーボ方式兼用レンズにおいて、１軸２操作方式からサーボ方式に切換を行うと、図３に示したように突起部１０１と勘合溝１０２との位置が合わないために、モータ側と駆動部側との連結が完了しない。この状態で、たとえばズームデマンドを操作すると、モータは駆動しているにもかかわらずレンズは駆動されず、操作者が違和感を覚えることになっていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
操作棒の押し引きおよび回転操作によりレンズを操作するマニュアル操作手段と、操作棒とは別のコントローラ操作によりサーボでレンズを制御するサーボ制御手段と、レンズ駆動部に伝達するための駆動力を切換える切換手段と、前記切換手段を駆動するための切換部駆動手段と、マニュアル操作とサーボ操作を選択するための選択手段とを有するズームレンズにおいて、前記切換手段の移動が完了したことを検出するための切換手段移動完了検出手段と、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結が完了したことを検出する連結完了検出手段を有し、前記選択手段がマニュアル操作からサーボ操作に切換えられた時、前記切換手段移動完了検出手段から移動完了信号が出力されてから、前記連結完了検出手段からの連結完了信号が検出されるまで、前記サーボ制御手段を駆動し、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結を完了させること。これにより１軸２操作方式からサーボ方式への切換操作後もサーボレンズと同様にデマンドを操作することにより、レンズ群を駆動することが可能になる。
【０００７】
また、操作棒の押し引きおよび回転操作によりレンズを操作するマニュアル操作手段と、操作棒とは別のコントローラ操作によりサーボでレンズを制御するサーボ制御手段と、レンズ駆動部に伝達するための駆動力を切換える切換手段と、前記切換手段を駆動するための切換部駆動手段と、マニュアル操作とサーボ操作を選択するための選択手段とを有するズームレンズにおいて、前記切換部駆動手段で消費される電流を検出するための電流検出手段と、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結が完了したことを検出する連結完了検出手段を有し、前記選択手段がマニュアル操作からサーボ操作に切換えられた時、前記電流検出手段からあらかじめ設定した基準値以上の値が出力されてから、前記連結完了検出手段からの連結完了信号が検出されるまで、前記サーボ制御手段を駆動し、前記サーボ制御手段と前記レンズ駆動部との連結を完了させること。これにより１軸２操作方式からサーボ方式への切換操作後もサーボレンズと同様にデマンドを操作することにより、レンズ群を駆動することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
本発明を図１〜図３に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、第１の実施例の構成図を示し、１は不図示のズームレンズに構成されている変倍レンズ群（以下ズーム群）、２はズームカム、３はズームカム２と直結されており、不図示の１軸２操作方式の操作部に連結され、１軸２操作方式の操作部の押し引き操作に応じて回転する回転部材、４はサーボ時にズーム群１を駆動するためのズームモータ、５はズームカム２と直結されており、ズームモータ４に連結され、ズームモータ４の回転に応じて回転する回転部材、６はズームカムと連結されており、１軸２操作方式の操作部からの動力およびズームモータ４からの動力のどちらかをズームカム２に伝達するための切換手段、７は切換手段６によりズームカム２と回転部材５が連結されていることを検出する連結完了検出手段、８は切換手段６の移動が完了したことを検出するための切換手段移動完了検出手段、９はズームモータ４および切換手段６を制御するための制御信号を演算するためのＣＰＵ、１０はズームカム２の位置を検出する位置検出手段、１１は位置検出手段１０の出力をＣＰＵ９に入力するために信号変換する変換回路、１２はズームモータ４により駆動される回転部材５の位置を検出するための位置検出手段、１３は位置検出手段１２の出力をＣＰＵ９に入力するために信号変換する変換回路、１４は切換手段６を駆動するためのクラッチ用モータ、１５はＣＰＵ９の出力に応じてクラッチ用モータ１４を駆動するための駆動回路部、１６はＣＰＵ９の出力に応じてズームモータ４を駆動するための駆動回路部、１７は１軸２操作方式とサーボ方式を選択するための選択手段である。
【００１０】
図２のフローチャートに基づいて、１軸２操作方式とサーボ方式との切換え手順を説明する。
【００１１】
ＣＰＵ９は電源投入後、ステップ１でＣＰＵ９の内部レジスタ等の初期化と、レンズおよびレンズ−デマンド間通信の初期化を行い、切換フラグをクリアする。切換フラグについては後ほど説明を行う。初期化が完了するとステップ２にすすみ、１軸２操作方式とサーボ方式を選択するための選択手段１７の状態を判断する。ステップ２において選択手段１７がサーボ方式に設定されている場合は、ステップ３にすすみ、駆動回路１５にクラッチモータ１４を駆動するための信号を出力し、回転部材５の方向に切換手段６を移動する。ステップ４で切換手段６の移動が完了したことを検出するための切換手段移動完了検出手段８の状態を判断する。ステップ４において、切換手段移動完了検出手段８が切換手段６の移動完了を検出した場合は、ステップ５にすすみクラッチモータ１４を停止する。ステップ６で回転部材５とズームカム２の連結が完了しているかどうかを判断する。ステップ６において回転部材５とズームカム２との連結が完了したことを検出した場合は、ステップ１２にすすみ切換フラグを判断する。このケースは、サーボで使用していた状態で電源を落とし、サーボの設定でレンズに電源を投入した場合である。
【００１２】
ステップ１２において判断する切換フラグに関して簡単に説明する。この切換フラグは、１軸２操作方式からサーボ方式への切換時に、回転部材５とズームカム２とを連結するためにズームモータ４を駆動したかどうかを示すフラグである。切換フラグがセットされている場合は、１軸２操作方式からサーボ方式への切換時にズームモータ４を駆動したことを示している。
【００１３】
ステップ１２において、切換フラグがクリアされている場合は、ステップ１５にジャンプし、デマンドからの入力に応じてズームモータ４を駆動する。この状態は、デマンドからの信号に応じて電動でレンズを駆動するサーボ方式のレンズと同等である。
【００１４】
次に、サーボ方式から選択手段１７が１軸２操作方式に切換えられた場合を説明する。ここで選択手段１７がサーボ方式から１軸２操作方式に切換えられた際、ズーム群１は広角端に設定され、１軸２操作方式操作部は望遠端に設定されていると仮定する。ステップ２において、１軸２操作方式が選択された場合は、ステップ１６にすすみ、クラッチモータ１４を駆動し、回転部材３の方向に切換手段６を移動する。ステップ１７で、切換手段６の移動が完了したことを検出するための切換手段移動完了検出手段８の状態を判断する。ステップ１７において、切換手段移動完了検出手段８が移動完了信号を検出した場合は、ステップ１８でクラッチモータ１４を停止し、ステップ１９で切換フラグをクリアし、ステップ２０にすすむ。ステップ２０では、不図示の１軸２操作方式操作部の操作量に応じて、メカニカルにズーム群１は移動する。
【００１５】
このときの切換手段６の状態を図３により説明する。図３の１０１は、切換手段６に取り付けられた突起部、１０２は回転部材５に設けたれた突起部１０１用の勘合溝、１０３は回転部材３に設けられた突起部１０１用の勘合溝である。図３において図１と同じ構成要素は、図１と同じ符号で示す。切換手段６の移動完了直後は、突起部１０１と勘合溝１０３の位置が一致していないために、突起部１０１が回転部材３の面に押し付けられた状態になり、回転部材３とズームカム２が連結されない。そのために１軸２操作の操作部を操作してもズーム群１が移動しない。しかし引き続き１軸２操作の操作部を操作すると、やがて突起部１０１と勘合溝１０３の位置が一致して勘合し、ズーム群１が動き出すようになる。突起部１０１と勘合溝１０３が勘合した状態は、１軸２操作方式のレンズと同等になっている。
【００１６】
またステップ１７において、移動完了信号を検出しなかった場合は、移動完了信号を検出するまでステップ２およびステップ１６を繰り返し実行する。
【００１７】
次に、１軸２操作方式からサーボ方式に切換えられた場合を説明する。このとき、ズーム群１は望遠端に設定されていると仮定する。
【００１８】
ステップ２からステップ６までの説明は、上述した選択手段１７がサーボ方式を選択されている場合と同じであるので省略する。ステップ６において、回転部材５とズームカム２との連結が未完了で、連結完了検出手段７が連結完了信号を検出していない場合を以下に説明する。
【００１９】
サーボ方式から１軸２操作方式に切換えるとき、ズーム群１が広角端に設定されていた。つまり、ズームモータ４と回転部材５はズーム群１が広角端に設定された時の状態に設定されている。また、１軸２操作方式からサーボ方式に切換えるときは、ズーム群１を望遠端に設定していたので、回転部材３および切換手段６は望遠端の状態に設定されている。この状態で切換手段６を回転部材５側に移動させ、その移動を完了した場合、回転部材５の勘合溝と切換手段６の突起部との位置が異なるために連結が完了しない。図３を用いて説明すると、突起部１０１を回転部材５側に移動したが、勘合溝１０２とは位置が異なるために勘合できず、突起部１０１が回転部材５の面を押し付けている状態になっている。このために切換手段６の移動が完了しているにもかかわらず、回転部材３とズームカム２が連結されており、ズームモータ４を駆動してもズーム群１が駆動しない状態になっている。
【００２０】
そこでステップ７において、ズームカム２の位置を認識するために位置検出手段１０の出力を変換回路１１を介して入力し、回転部材５の位置を認識するために位置検出手段１２の出力を、変換回路１３を介して入力する。ステップ８では、ステップ７において入力した２つの位置データを比較し、突起部１０１が勘合溝１０２より広角側にある場合は、ステップ９にすすみズームモータ４を広角側に駆動して、勘合溝１０２を突起部１０１の方向に回転させる。そしてステップ１１で、切換フラグをセットする。ステップ８において、突起部１０１が勘合溝１０２よりより望遠側にある場合は、ステップ１１にすすみズームモータ４を望遠側に駆動して、勘合溝１０２を突起部１０１の方向に回転させる。そしてステップ１０にジャンプし、切換フラグをセットする。
【００２１】
以後は、勘合溝１０２と突起部１０１が勘合し、連結完了検出手段７から連結完了を示す信号が出力されるまで、ステップ５からステップ１０を繰り返す。
【００２２】
そして、突起部１０１が勘合溝１０２と勘合し、連結完了検出手段７から連結完了を示す信号が出力されると、ステップ１２にすすみ、切換フラグを判断する。ステップ１２において、切換フラグがセットされている場合は、１軸２操作方式からサーボ方式への切換のためにズームモータを駆動しているので、ステップ１３にすすみ、ズームモータ４を一旦停止させ、ステップ１４で切換フラグをクリアし、ステップ１５にすすむ。ステップ１５では、デマンドからの入力に応じて、ズームモータ４を再度駆動する。以後、選択手段１７が切換えられるか、レンズの電源が切られるまで、サーボ方式のレンズとして使用することが可能になる。
【００２３】
本実施例では、ズーム部における切換え手順を説明したがフォーカス部にも適用可能である。フォーカス部に本実施例を適用した場合の構成を図６に示す。
【００２４】
（第２の実施例）
本発明を図４〜図５に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図４は、第２の実施例の構成図を示している。図１で示した構成要素と同じ構成要素は、図１と同じ符号で示す。１８は、クラッチモータ１４に流れる電流値を検出するための電流検出手段である。図５のフローチャートに基づいて、１軸２操作方式とサーボ方式との切換え手順を説明する。
【００２６】
ＣＰＵ９が行う一連の処理は、図２で示した第１の実施例とほぼ同じである。よって、第１の実施例とは、異なる部分のみを以下に説明を行う。
【００２７】
ステップ１０２において、選択手段１７がサーボ方式に設定されている場合は、ステップ１０３で切換手段６を移動させるためにクラッチモータ１４を駆動する。そしてステップ１０４で電流検出部１８の出力を判断する。ステップ１０４において、電流検出部１８の出力があらかじめ設定しておいた基準値より大きい場合、つまり切換手段６が駆動端に到達し、駆動端を押している状態のときは、切換手段６の移動が完了したと判断し、ステップ１０５にすすむ。ステップ１０４において、電流検出部１８の出力が基準値より小さい場合は、切換手段６がその可動範囲の間を移動中であり、その移動はまだ完了していないと判断し、ステップ１０２にジャンプする。ステップ１０５からステップ１１５は、第１の実施例のステップ５からステップ１５と同じであるので説明を省略する。
【００２８】
また、ステップ１０２において、選択手段１７が１軸２操作方式に設定されている場合は、ステップ１１６にすすみ、切換手段６を移動させるためにクラッチモータ１４を駆動する。そしてステップ１１７で電流検出部１８の出力を判断する。ステップ１１７において、電流検出部１８の出力が基準値より大きい場合は、切換手段６の移動が完了したと判断し、ステップ１１８にすすむ。ステップ１１７において、電流検出部１８の出力が基準値より小さい場合は、移動は完了していないと判断し、ステップ１０２にジャンプする。ステップ１１８からステップ１２０は、第１の実施例のステップ１８からステップ２０と同じであるので説明を省略する。以後、電源が切られるまでステップ１０２からステップ１２０を繰り返し実行する。
【００２９】
本実施例では、ズーム部における切換え手順を説明したがフォーカス部にも適用可能である。フォーカス部に本実施例を適用した場合の構成を図７に示す。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、１軸２操作方式からサーボ方式に切換を行う場合に、切換手段６の移動完了後に、ズームモータ４を駆動し、ズームカム２と連結している切換手段６と、ズームモータ４に接続している回転部材５との連結を完了することにより、切換操作後もサーボレンズと同様にズームデマンドを操作することにより、ズーム群を駆動することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の構成図
【図２】第１の実施例の概略フローチャート
【図３】切換え手段の構成図
【図４】第２の実施例の構成図
【図５】第１の実施例の概略フローチャート
【図６】第１の実施例をフォーカス部に適用した場合の構成図
【図７】第２の実施例をフォーカス部に適用した場合の構成図
【符号の説明】
１  ズーム群
２  ズームカム
３  回転部材
４  ズームモータ
５  回転部材
６  切換手段
７  切換手段移動完了検出手段
８  連結完了検出手段
９  ＣＰＵ
１０  位置検出手段
１１  変換回路
１２  位置検出手段
１３  変換回路
１４  クラッチモータ
１５  駆動回路
１６  駆動回路
１７  選択手段
１８  電流検出部
１９  フォーカス群
２０  フォーカスヘリコイド
１０１  突起部
１０２  勘合溝
１０３  勘合溝
【図１】
2004325639.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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