(57)【要約】【課題】モータと可動レンズとの間の動力伝達機構に変速機構を配置し、撮影レンズ（可動レンズ）の傾き等に応じて変速機構における速度比を変更するようにしてモータのトルクの増大を防止することにより、撮影レンズが傾いた場合であっても、レンズ駆動のための消費電力の増大を防止すると共に、可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態を防止し、最低限必要なレンズ動作を確保するレンズ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ２２と可動レンズ１０の間の動力伝達機構３０に無段階変速機構２８を配置する。制御回路２０は、撮影レンズ（可動レンズ１０）の傾きを傾斜角度検出センサ４６から検出し、その傾きに応じて無段階変速機構２８の速度比を変更する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に移動可能な可動レンズと、該可動レンズを駆動する動力を発生させるモータと、該モータの動力を前記可動レンズを駆動する動力として前記可動レンズに伝達する動力伝達機構と、を備えたレンズ駆動装置において、
前記動力伝達機構の一部を形成し、前記モータの動作速度と前記可動レンズの動作速度との速度比を可変にする変速機構と、
前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさに関連するトルク情報として前記可動レンズの光軸方向の傾斜角度、又は、前記モータに供給される駆動電流の大きさを検出するトルク情報検出手段と、
前記トルク情報検出手段によって検出されたトルク情報に基づいて前記変速機構の速度比を変更し、前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさを変更する速度比変更手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
前記動力伝達機構の可動部分に前記可動レンズの位置を検出するための位置検出センサが係合している場合において、前記変速機構は、前記モータから前記位置検出センサまでの動力伝達経路に配置されることを特徴とする請求項１のレンズ駆動装置。
【請求項３】
前記速度比変更手段は、所定の条件の場合に、前記変速機構の速度比の変更を実行しないモードを備えたことを特徴とする請求項１のレンズ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ駆動装置に係り、特にテレビカメラ用の大型撮影レンズをモータによって駆動するレンズ駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、テレビカメラに使用される撮影レンズ（ＥＦＰレンズ等）には、焦点合わせのためのフォーカスレンズ（群）や変倍のためのズームレンズ（群）等の可動レンズ（群）が配置されており、それらの可動レンズをモータ駆動するためにレンズ駆動装置が使用されている。一般に、テレビカメラ用の撮影レンズ、特にスタジオで使用されるＥＦＰレンズは、口径が大きく個々の可動レンズ（群）だけでも数キログラムの重量があり、これらの可動レンズ（群）をモータで駆動している（特開平１１−２６１８７３号公報）。
【０００３】
一方、天井又は床等に配置された対象物を撮影するために、撮影レンズ（テレビカメラ）を大きく上向き又は下向きに傾斜させる場合がある。このような場合、フォーカスレンズやズームレンズ等の可動レンズを駆動するのにモータに大きな負荷がかかる。このため従来は、撮影レンズを水平にしているときよりもモータに供給する駆動電流を増加させ、モータのトルクを増加させることで、大きな負荷に抗して可動レンズを移動させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のようにモータの駆動電流を増加させると電源の消費電力が増えるとともに、バッテリ使用時等のように電源の残り容量が少なくなった場合には、レンズが全く動作しなかったり、最悪の場合には電源がダウン（カメラ及び撮影レンズの動作が完全に停止）してしまうおそれがあった。
【０００５】
一方、撮影レンズを大きく上向き又は下向きにして撮影する場合は、特殊な撮影状況であり、その状況でフォーカスやズームを大きく変更し、又は、ハイスピードで動作させることは少ないため、可動レンズをハイスピードで動かす必要性は少ない。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮影レンズが大きく傾いている場合に、レンズ駆動のための消費電力の増大を防止すると共に、モータ駆動の可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態を防止して、最低限必要なレンズ動作を確保することができるレンズ駆動装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光軸方向に移動可能な可動レンズと、該可動レンズを駆動する動力を発生させるモータと、該モータの動力を前記可動レンズを駆動する動力として前記可動レンズに伝達する動力伝達機構と、を備えたレンズ駆動装置において、前記動力伝達機構の一部を形成し、前記モータの動作速度と前記可動レンズの動作速度との速度比を可変にする変速機構と、前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさに関連するトルク情報として前記可動レンズの光軸方向の傾斜角度、又は、前記モータに供給される駆動電流の大きさを検出するトルク情報検出手段と、前記トルク情報検出手段によって検出されたトルク情報に基づいて前記変速機構の速度比を変更し、前記可動レンズを駆動するために必要な前記モータのトルクの大きさを変更する速度比変更手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記動力伝達機構の可動部分に前記可動レンズの位置を検出するための位置検出センサが係合している場合において、前記変速機構は、前記モータから前記位置検出センサまでの動力伝達経路に配置されることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記速度比変更手段は、所定の条件の場合に、前記変速機構の速度比の変更を実行しないモードを備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、モータと可動レンズとの間の動力伝達機構に変速機構を配置し、撮影レンズ（可動レンズ）の傾き等に応じて変速機構における速度比を変更するようにしてモータのトルクの増大を防止するようにしたため、撮影レンズが傾いた場合であっても、レンズ駆動のための消費電力の増大が防止されると共に、可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態が防止され、最低限必要なレンズ動作が確保されるようになる。
【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駆動装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明が適用されるレンズ駆動装置の概略構成を示した図である。同図において可動レンズ１０は、例えば、テレビカメラ用に使用される撮影レンズ（ＥＦＰレンズ等）のレンズ鏡胴（固定筒１２）内に配置される焦点合わせのためのフォーカスレンズ（群）や変倍のためのズームレンズ（群）等の可動レンズ（群）を示しており、この可動レンズ１０は撮影レンズ（可動レンズ１０）の光軸方向に移動可能に配置されている。本実施の形態で示す例では、可動レンズ１０は、レンズ保持枠１４に保持され、そのレンズ保持枠１４にピン１６が突設されている。そして、そのピン１６が固定筒１２の直進溝１２Ａを介してカム筒１８のカム溝１８Ａに係合しており、カム筒１８が回動することによって、可動レンズ１０が光軸方向に移動するようになっている。
【００１３】
一方、同図の制御回路２０には、可動レンズ１０の移動位置又は移動速度の指令値を示す指令信号が例えば図示しないコントローラから与えられるようになっており、制御回路２０はその指令信号の指令値に従って、可動レンズ１０の駆動用モータ２２（以下、モータ２２という）の回転速度を制御する制御信号をモータ駆動回路２４に与える。尚、制御回路２０に可動レンズ１０の移動位置の指令値が与えられる場合、例えば、現在の可動レンズ１０の位置を示す位置信号を同図の位置検出センサ（ポテンショメータ）２６から取得し、指令値と現在位置との差に応じた回転速度での動作を指令する制御信号をモータ駆動回路２４に与える。同図の位置検出センサ２６は、モータ２２から可動レンズ１０までの動力伝達機構の可動部であるギヤ４４に係合し、ギヤ４４の回転角度により可動レンズ１０の位置を検出している。
【００１４】
モータ駆動回路２４は、制御回路２０から与えられた制御信号の回転速度に対応した駆動電圧をモータ２２に印加すると共に、モータ２２で発生するトルクに応じた駆動電流をモータ２２に供給する。これにより、モータ２２が制御信号で示す回転速度で回転する。尚、モータ駆動回路２４にはバッテリ、商用電源等の電源２５が接続されており、モータ２２への駆動電圧や駆動電流は、その電源２５から取得される。
【００１５】
モータ２２と可動レンズ１０との間は、上述したカム筒１８の他にギヤ、無段階変速機構２８等から構成される動力伝達機構３０によって連結されており、モータ２２が回転すると、モータ２２の出力軸が回転し、ギヤ３２、３４を介して無段階変速機構２８の一方の円錐ベルト車（原車）３６Ａが回転する。
【００１６】
ここで、無段階変速機構２８は、図２に示すように２つの円錐状の円錐ベルト車３６Ａ、３６Ｂが回転軸を平行にして、且つ、向きを反対にして配置され、各円錐ベルト車３６Ａ、３６Ｂの間に無端のベルト３８が掛け渡されている。これによって、上述のように円錐ベルト車３６Ａが回転すると、ベルト３８を介して他方の円錐ベルト車（従車）３６Ｂが回転する。また、ベルト３８には案内ローラ４０が係合されており、この案内ローラ４０が図示しないモータにより回転軸方向に移動することによって、ベルト３８が円錐ベルト車３６Ａ、３６Ｂの回転軸方向に移動するようになっている。これによって円錐ベルト車３６Ａと円錐ベルト車３６Ｂの回転速度比が可変される。尚、ベルト３８の位置を可変する機構を図１ではベルト駆動部４１として表している。
【００１７】
図１において上述のようにモータ２２が回転して無段階変速機構２８の円錐ベルト車３６Ａが回転すると、無段階変速機構２８の他方の円錐ベルト車３６Ｂが回転し、ギヤ４２、４４を介してカム筒１８が回転する。これによって、可動レンズ１０が光軸方向に移動する。
【００１８】
また、撮影レンズの所定箇所に撮影レンズの光軸の傾斜角度（光軸を含む鉛直面内での水平方向からの傾き）、即ち、可動レンズ１０の光軸の傾斜角度を検出する傾斜角度検出センサ４６が設置されており、その傾斜角度検出センサ４６によって検出される傾斜角度が制御回路２０に与えられるようになっている。
【００１９】
制御回路２０は、傾斜角度検出センサ４６から与えられた傾斜角度に基づいて、ベルト駆動部４１に制御信号を送り、上記案内ローラ４０（図２参照）の位置を制御して無段階変速機構２８の速度比を制御する。例えば、傾斜角度検出センサ４６によって検出される傾斜角度が大きい程、無段階変速機構２８の速度比　（（円錐ベルト車３６Ｂの回転速度）／（円錐ベルト車３６Ａの回転速度））が小さくなるようにベルト駆動部４１によってベルト３８の位置を変更する（円錐ベルト車３６Ａの径が太くなる方向にベルト３８を移動する）。これによって、可動レンズ１０を動かすのに必要なモータ２２のトルクが軽減し、モータ駆動回路２４（電源２５）からモータ２２に供給される駆動電流の増加が軽減される。
【００２０】
尚、ベルト３８の位置の制御において、可動レンズ１０を駆動するために必要なモータ２２のトルクが所定値以上に増加しないように、例えば、傾斜角度検出センサ４６によって検出される傾斜角度に対して事前に決められた位置にベルト３８の位置を変更する。
【００２１】
以上、上記実施の形態では、円錐ベルト車３６Ａ、３６Ｂを用いた無段階変速機構２８によってモータ２２と可動レンズ１０の動作速度の速度比を変更するようにしたが、これに限らず、段車を用いた変速機構等、他の変速機構の構成であってもよい。
【００２２】
また、上記実施の形態では、可動レンズ１０の傾斜角度を検出し、その傾斜角度に基づいて変速機構の速度比を制御するようにしたが、速度比の制御は可動レンズ１０の傾斜角度を検出して行う場合に限らない。例えば、可動レンズ１０を駆動するために必要なモータ２２のトルクが一定値を超えないように変速機構の変速比を制御すればよく、モータ２２に供給される駆動電流の値を検出し、その駆動電流の値が所定値以上に増加しないように変速機構の速度比を制御するようにしてもよい。また、駆動電圧も考慮した消費電力が所定値以上に増加しないように変速機構の速度比を制御するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施の形態では、可動レンズ１０を駆動する機構としてカム筒１８をモータ２２で回転させカム筒１８のカム溝１８Ａに可動レンズ１０を従動させて可動レンズ１０を光軸方向に移動させるものとしたが、他の機構によってモータ２２の動力を可動レンズ１０の光軸方向への駆動力として伝達する場合においても本発明を適用することができる。この場合において変速機構は、可動レンズ１０の位置検出に影響を与えない位置、即ち、位置検出センサとモータ２２までの動力伝達経路に挿入配置させるようにすると好適である。
【００２４】
また、上記実施の形態において、変速機構（無段階変速機構２８）の速度比を可動レンズ１０の傾き等に応じて常に変更するのではなく、所定の条件の場合には速度比を所定位置（既定位置）に固定するようにしてもよい。例えば、可動レンズ１０の傾き等に応じて変速機構の速度比を変更するか否かを操作者が決定するスイッチを設け、そのスイッチによって速度比を変更しないと指定された場合、又は、電源２５の容量を検出し、その容量が変速機構の速度比を変更しなくても十分に可動レンズ１０を駆動することができる容量の場合等は変速機構の速度比を変更しないようにしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ駆動装置によれば、モータと可動レンズとの間の動力伝達機構に変速機構を配置し、撮影レンズ（可動レンズ）の傾き等に応じて変速機構における速度比を変更するようにしてモータのトルクの増大を防止するようにしたため、撮影レンズが傾いた場合であっても、レンズ駆動のための消費電力の増大が防止されると共に、可動レンズが動作しなかったり、電源がダウンするなどの不測の事態が防止され、最低限必要なレンズ動作が確保されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用されるレンズ駆動装置の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、無段階変速機構の要部構成を示した概略構成図である。
【符号の説明】
１０…可動レンズ、１２…固定筒、１８…カム筒、２０…制御回路、２２…モータ、２４…モータ駆動回路、２５…電源、２８…無段階変速機構、３０…動力伝達機構、３６Ａ、３６Ｂ…円錐ベルト車、３８…ベルト、４０…案内ローラ、４１…ベルト駆動部、４６…傾斜角度検出センサ
【図１】
2004078078.tif 000003
【図２】
2004078078.tif 000004