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JP2011076020A - Photographic lens - Google Patents

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JP2011076020A
JP2011076020A JP2009230189A JP2009230189A JP2011076020A JP 2011076020 A JP2011076020 A JP 2011076020A JP 2009230189 A JP2009230189 A JP 2009230189A JP 2009230189 A JP2009230189 A JP 2009230189A JP 2011076020 A JP2011076020 A JP 2011076020A
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JP
Japan
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manual operation
manual
electric
ring
operation ring
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Pending
Application number
JP2009230189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Demura
健 出村
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a portable lens capable of automatically switching manual operation and electrical operation by a simple and inexpensive structure, in the portable lens operable manually and electrically. <P>SOLUTION: An operation ring 7 in which operation is performed by both the manual operation and the electrical operation is connected integrally with a lens moving group. During the electrical operation, a traveling wave is controlled by an ultrasonic motor, and thereby the operation ring 7 is driven. Also, during the manual operation, the ultrasonic motor is driven with a standing wave based on detection performed by a pressure-sensitive sensor provided at the rubber knurling tool 8 of the operation ring 7, and thereby control is performed so that the operation ring can be operated by the manual operation. Thereby, switching between the manual operation and the electrical operation can be automatically performed by the simple structure. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は撮影装置に関し、特にテレビ撮影に用いられるテレビレンズに好適な撮影レンズに関するものである。   The present invention relates to a photographing apparatus, and particularly to a photographing lens suitable for a television lens used for television photographing.

テレビ撮影に用いられるポータブルタイプのテレビレンズは、電動および手動でズーム操作が可能である。手動操作時はレンズ外装面に設けたマニュアルリングを手動で操作し、マニュアルリングと連結したズーム光学系を駆動する。また電動時にはDCモータの駆動力をギアヘッドで減速し、マニュアルリングを電動制御してズーム光学系を駆動している。   A portable television lens used for television photography can be zoomed manually and manually. During manual operation, the manual ring provided on the lens exterior surface is manually operated to drive the zoom optical system connected to the manual ring. When the motor is electrically driven, the driving force of the DC motor is decelerated by the gear head, and the manual ring is electrically controlled to drive the zoom optical system.

ズームの手動操作と電動駆動を切り換える時には、レンズ装置に設けたクラッチレバーを操作する方法が一般的である。例えば電動から手動に切り換える時には、クラッチレバーを操作して、DCモータとマニュアルリングの間に配置したギアトレインの一部の噛み合いを連結状態から解除状態へ切り換えている(特許文献1参照)。   When switching between manual operation of zoom and electric drive, a method of operating a clutch lever provided in the lens device is general. For example, when switching from electric to manual, the clutch lever is operated to switch the engagement of a part of the gear train disposed between the DC motor and the manual ring from the connected state to the released state (see Patent Document 1).

一方最近ではクラッチレバーの切換操作なしに、手動と電動を自動的に切換可能なズームレンズも提案されている(特許文献2参照)。このズームレンズは電動指示の有無に応じて、モータとマニュアルリングの間に配置したクラッチ機構の解除と連結を自動的に制御する機構を備えている。手動と電動の2つの操作方法を使い分けるカメラマンにとっては、ズームの手動と電動が瞬時に切り換えることができる操作上のメリットは大きい。   On the other hand, recently, a zoom lens that can automatically switch between manual operation and electric operation without switching the clutch lever has also been proposed (see Patent Document 2). This zoom lens is provided with a mechanism for automatically controlling the release and connection of a clutch mechanism disposed between the motor and the manual ring in accordance with the presence or absence of an electric instruction. For a photographer who uses both manual and electric operation methods, there is a great operational merit in that the manual and electric zoom can be switched instantaneously.

特開平8−286091号公報JP-A-8-286091 特開2002−155968号公報JP 2002-155968 A 特開昭59−101608号公報JP 59-101608 A

しかし、電動指示の有無に応じてモータとマニュアルリングの間に配置したクラッチ機構の解除と連結を自動的に制御する機構は、構造が複雑なためコストが高い問題がある。   However, the mechanism for automatically controlling the release and connection of the clutch mechanism disposed between the motor and the manual ring in accordance with the presence or absence of an electric instruction has a problem of high cost due to its complicated structure.

この問題を解決する手段として、超音波モータを使って電動モードと手動モードを切り換える方法が提案されている。電動モード時には超音波モータを進行振動波で駆動し、手動モードに設定した時には定常進行波で駆動する方式を用い、複雑なクラッチ機構を設けることなく手動と電動の切換を行う仕組みが例示されている(特許文献3参照)。しかしこの方式では手動モードに設定した時には、手動で操作していなくても常に超音波モータを制御して定常進行波駆動している。バッテリー駆動が多いポータブルテレビレンズにおいて、操作していない時にも多くの消費電力が必要となる運用方法は最適な手段であるとは言えない。   As a means for solving this problem, a method of switching between an electric mode and a manual mode using an ultrasonic motor has been proposed. An example of a mechanism for switching between manual and electric driving without using a complicated clutch mechanism is used, in which the ultrasonic motor is driven by a traveling vibration wave in the electric mode and is driven by a steady traveling wave when the manual mode is set. (See Patent Document 3). However, in this method, when the manual mode is set, the ultrasonic motor is always controlled to drive the steady traveling wave even if the manual operation is not performed. In a portable TV lens with a lot of battery drive, an operation method that requires a large amount of power consumption even when it is not operated is not an optimal means.

本発明は上記課題を克服するために考案されたものである。手動及び電動操作が可能なポータブルレンズにおいて、消費電力の増加を招くことなく、簡単で安価な構造で手動と電動の切換を自動的に切り換えることが可能なポータブルレンズを提供することを目的としている。   The present invention has been devised to overcome the above problems. An object of the present invention is to provide a portable lens capable of automatically switching between manual and electric switching with a simple and inexpensive structure without causing an increase in power consumption. .

上記目的を達成するために本発明のレンズ装置は、撮像光学系を構成する光学手段と、該光学手段と一体的に連結している操作リングとを有し、手動および電動時に該操作リングの回転に連動し該光学手段を繰り出す撮影レンズにおいて、該操作リングを手動で操作することを検知する手動操作検知手段と、該操作リングを電動で駆動することを指示する1つ以上の電動指示手段と、該操作リングに連結した振動波モータと該振動波モータを制御する制御手段を持ち、該手動操作検知手段が手動操作を検知した時には、該制御手段は振動波モータを定在波駆動して該操作リングが軽負荷で操作可能な状態に制御し、該電動指示手段で電動指示した時には、該操作リングを回転駆動するように振動波モータを進行波駆動することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a lens apparatus of the present invention has optical means constituting an imaging optical system and an operation ring integrally connected to the optical means, and the operation ring of the operation ring is operated manually and electrically. A manual operation detecting means for detecting manual operation of the operation ring and one or more electric instruction means for instructing to electrically drive the operation ring in a photographic lens that extends the optical means in conjunction with rotation. And a vibration wave motor connected to the operation ring and a control means for controlling the vibration wave motor. When the manual operation detection means detects a manual operation, the control means drives the vibration wave motor to a standing wave. The operation ring is controlled so that it can be operated with a light load, and when the electric instruction is given by the electric instruction means, the vibration wave motor is driven in a traveling wave so as to drive the rotation of the operation ring. .

さらに、前記手動操作検知手段は、操作リングに設けた感圧センサの出力信号と所定の閾値を比較して、手動操作を判断することを特徴としている。   Further, the manual operation detecting means compares the output signal of the pressure sensor provided on the operation ring with a predetermined threshold value, and judges the manual operation.

さらに、前記感圧センサは、ローレットゴム部品と一体的に設けられていることを特徴としている。   Furthermore, the pressure sensor is provided integrally with a knurled rubber part.

さらに、前記手動操作検知手段は、前記感圧センサの出力信号と比較する閾値を任意の値に調整可能であることを特徴としている。   Further, the manual operation detecting means is characterized in that a threshold value to be compared with an output signal of the pressure sensor can be adjusted to an arbitrary value.

さらに、前記手動操作検知手段は、前記電動指示手段が電動駆動を指示しない状態で前記操作リングの位置が変化することを検知すると、手動操作と判断することを特徴としている。   Further, the manual operation detecting means is characterized in that it is determined as manual operation when it is detected that the position of the operation ring changes in a state where the electric instruction means does not instruct electric drive.

さらに、手動操作と電動指示が同時に行なわれた時に、前記振動波モータの駆動方法の優先順位を選択する選択手段を持つことを特徴としている。   Further, the present invention is characterized in that there is selection means for selecting the priority order of the driving method of the vibration wave motor when manual operation and electric instruction are performed simultaneously.

本発明によれば消費電力の増加を抑え、しかも安価な構造で手動と電動の切換を自動的に切り換えが可能な操作性に優れたポータブルレンズを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a portable lens excellent in operability that suppresses an increase in power consumption and can automatically switch between manual and electric switching with an inexpensive structure.

本発明による撮影レンズの構成図Configuration of a photographic lens according to the present invention 超音波モータの進行波と定在波の説明図Illustration of traveling wave and standing wave of ultrasonic motor 本発明による感圧センサ出力の説明図Explanatory diagram of pressure sensitive sensor output according to the present invention 本発明による超音波モータ制御処理のフローチャートFlowchart of ultrasonic motor control processing according to the present invention 本発明による第2の実施例の撮影レンズ構成図Photographic lens configuration diagram of the second embodiment according to the present invention

以下に本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明の一例を示した撮影装置を図1〜図5に基づいて詳細に説明する。図1はニュース取材等のテレビ撮影に用いられる撮影レンズの構造図を表している。図中Lはズームレンズで、ズームレンズLの近傍にはレンズを駆動する制御回路等を格納するドライブユニットDが配置され、ドライブユニットDはズームレンズLに対して着脱可能に固定されている。ズームレンズLとドライブユニットDをあわせて撮影レンズを構成する。   An imaging apparatus showing an example of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a structural diagram of a photographic lens used for television photography such as news gathering. In the figure, L is a zoom lens, and a drive unit D storing a control circuit for driving the lens is disposed in the vicinity of the zoom lens L, and the drive unit D is detachably fixed to the zoom lens L. The zoom lens L and the drive unit D are combined to form a photographing lens.

図1を用いてズームレンズの基本的な構成と本発明の特徴である手動と電動の自動切換の仕組みについて説明する。図中1はズーム光学系でレンズ鏡筒2に保持されている。レンズ鏡筒2には少なくとも3個以上のコロ部材3がレンズ鏡筒2に突設し、それぞれのコロ部材3はズームレンズの固定筒4に設けた直線溝4aと、光軸を中心に回転する回転筒5に設けられた曲線溝5aに係合している。また6は回転筒5に設けた連結ピンで、固定筒4に設けた溝部4bを通して撮影レンズの外装面に設けた操作リング7の溝部7aにガタなく係合している。   The basic configuration of the zoom lens and the mechanism of manual and motorized automatic switching, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a zoom optical system which is held by a lens barrel 2. The lens barrel 2 has at least three roller members 3 projecting from the lens barrel 2, and each roller member 3 rotates about a linear groove 4a provided in the fixed barrel 4 of the zoom lens and the optical axis. The rotating cylinder 5 is engaged with a curved groove 5a. Reference numeral 6 denotes a connecting pin provided on the rotating cylinder 5 and engages with a groove 7a of the operating ring 7 provided on the exterior surface of the taking lens through a groove 4b provided on the fixed cylinder 4 without play.

この構成において操作リング7を回転操作すると、連結ピン6で連結された回転筒5が操作リング7と一体的に回転する。レンズ鏡筒2のコロ部材3は固定筒4の直線溝4aに支持されながら回転筒5の曲線溝5aのカムリフトに沿って移動し、ズーム光学系1は光軸方向に動く。光軸を中心に回動する連結ピン6は、固定筒4に設けた溝部4bの周方向の端部に突き当たるので、操作リング7は操作端を持つことになる。   In this configuration, when the operating ring 7 is rotated, the rotating cylinder 5 connected by the connecting pin 6 rotates integrally with the operating ring 7. The roller member 3 of the lens barrel 2 moves along the cam lift of the curved groove 5a of the rotating cylinder 5 while being supported by the linear groove 4a of the fixed cylinder 4, and the zoom optical system 1 moves in the optical axis direction. Since the connecting pin 6 that rotates about the optical axis abuts on the end in the circumferential direction of the groove 4b provided in the fixed cylinder 4, the operation ring 7 has an operation end.

8は感圧センサが組み込まれたゴムローレットである。ゴムの中に導電性の粒子が練り込まれて、手でゴムを押圧すると導電粒子間で電気が流れる仕組みを利用して、撮影者が手でローレットを触れているか、あるいは触れていないかを判別することができる。即ちゴムローレット8は操作者の指のかかりを良くする凹凸形状を持つと同時に、タッチセンサの役割も兼ねている。ゴムローレット8の内側には電極パターン9とブラシ10が固定され、操作リング7を操作した時にはブラシ10と、加圧力調整リング11の外周に設けた電極パターン12が摺動接点となり、ゴムローレットに設けた感圧センサの信号を、フレキシブルケーブル13を介してドライブユニットDへ送信している。   8 is a rubber knurl in which a pressure-sensitive sensor is incorporated. Conductive particles are kneaded into the rubber, and when the rubber is pressed by hand, electricity flows between the conductive particles to determine whether the photographer is touching or not touching the knurl. Can be determined. That is, the rubber knurl 8 has a concave and convex shape that improves the operator's finger contact, and also serves as a touch sensor. The electrode pattern 9 and the brush 10 are fixed inside the rubber knurl 8, and when the operation ring 7 is operated, the brush 10 and the electrode pattern 12 provided on the outer periphery of the pressure adjusting ring 11 serve as a sliding contact. A signal from the provided pressure sensor is transmitted to the drive unit D via the flexible cable 13.

次にズームの電動駆動に関わる構造を説明する。14は超音波振動をするステータで、光軸周りに回転するロータ15に対して加圧接触している。ステータ14とロータ15を合わせて超音波モータを構成しており、ステータ14に超音波領域の進行波振動を与えることでロータ15が光軸周りに回転する。16は加圧バネ、17はバネの力を均等にステータに伝えるリング状の加圧板、11は加圧バネ16の加圧力を調整する加圧力調整リングである。19はモータベースで電動駆動に関わる構成部品をこの部材に組み上げてユニット化し、撮影レンズの固定筒4へ固定している。加圧力調整リング11はモータベース19にねじ込むことで、ステータ14をロータ15へ加圧する力を調整している。モータベース19の回りを回転摺動する摺動リング20は、振動を吸収するゴム21を介してロータ15と一体的に固定されている。また摺動リング20の側面は、モータベース19と軸ビス22に挟まれたベアリング23と接触している。摺動リング20はステータ14がロータ15に与える加圧力を受けることになるので、ベアリング23は摺動リング20の光軸方向の摺動抵抗を低減する役割を持つ。ベアリング23と軸ビス22は、円周方向そして等間隔に3個設けている。摺動リング20にはキー溝20aが設けられ、操作リング7に固定した軸ビス24の先端がキー溝20aにガタなく係合している。即ち摺動リング20と手動操作リング17は軸ビス24を介して一体的に回転し、さらに連結ピン6を介して回転筒5も一体的に回転する。このようにして電動時は超音波振動子であるステータ14に進行波駆動を与えることで、ズーム光学系1を駆動している。   Next, the structure related to the electric drive of zoom will be described. 14 is a stator that vibrates ultrasonically and is in pressure contact with the rotor 15 that rotates about the optical axis. The stator 14 and the rotor 15 are combined to constitute an ultrasonic motor, and the rotor 15 rotates around the optical axis by applying a traveling wave vibration in the ultrasonic region to the stator 14. 16 is a pressure spring, 17 is a ring-shaped pressure plate that uniformly transmits the force of the spring to the stator, and 11 is a pressure adjusting ring that adjusts the pressure of the pressure spring 16. Reference numeral 19 denotes a motor base that assembles components related to electric drive into this member to form a unit, which is fixed to the fixed barrel 4 of the photographing lens. The pressure adjusting ring 11 is screwed into the motor base 19 to adjust the force for pressing the stator 14 to the rotor 15. A sliding ring 20 that rotates and slides around the motor base 19 is fixed integrally with the rotor 15 via a rubber 21 that absorbs vibration. The side surface of the sliding ring 20 is in contact with a bearing 23 sandwiched between the motor base 19 and the shaft screw 22. Since the sliding ring 20 receives pressure applied to the rotor 15 by the stator 14, the bearing 23 has a role of reducing sliding resistance of the sliding ring 20 in the optical axis direction. Three bearings 23 and shaft screws 22 are provided in the circumferential direction and at equal intervals. The sliding ring 20 is provided with a key groove 20a, and the tip of the shaft screw 24 fixed to the operation ring 7 is engaged with the key groove 20a without backlash. That is, the sliding ring 20 and the manual operation ring 17 rotate integrally through the shaft screw 24, and the rotating cylinder 5 also rotates integrally through the connecting pin 6. In this way, the zoom optical system 1 is driven by applying a traveling wave drive to the stator 14 which is an ultrasonic vibrator during electric drive.

次にレンズ近傍に設けたドライブユニットDの構成について説明する。30はズームの電動操作を指示する電動指示部材で、ドライブユニットDの外装面に設けている。この電動指示部材30は、操作部の操作量に応じてズームの速度を調整している。31はCPUで電動指示部材30からの指令信号に基づいて、ドライバ回路32を用いて超音波モータのステータ14を制御している。即ちCPU31とドライバ回路32は超音波モータを制御する制御手段を構成している。操作リング7のギア部7bにはエンコーダギア34が噛み合い、エンコーダ33によりズーム位置を検出している。CPU31は検出したズーム位置に基づいて超音波モータをフィードバック制御している。図に示した様に、電動駆動源であるステータ14からズーム光学系1までにギアの噛み合いがないので、バックラッシに起因する電動時の応答の遅れがなく、高い応答性を備えた電動操作が可能となる。   Next, the configuration of the drive unit D provided near the lens will be described. Reference numeral 30 denotes an electric instruction member for instructing an electric operation of zooming, which is provided on the exterior surface of the drive unit D. The electric instruction member 30 adjusts the zoom speed according to the operation amount of the operation unit. A CPU 31 controls the stator 14 of the ultrasonic motor by using a driver circuit 32 based on a command signal from the electric instruction member 30. That is, the CPU 31 and the driver circuit 32 constitute control means for controlling the ultrasonic motor. The encoder gear 34 meshes with the gear portion 7 b of the operation ring 7, and the zoom position is detected by the encoder 33. The CPU 31 feedback-controls the ultrasonic motor based on the detected zoom position. As shown in the figure, since there is no meshing of gears from the stator 14 which is an electric drive source to the zoom optical system 1, there is no delay in response due to backlash, and electric operation with high responsiveness can be performed. It becomes possible.

ここで本発明の特徴である手動と電動の自動切り換えの仕組みを詳細に説明する。まず撮影者が電動で操作する時は、ドライブユニットに設けた電動指示部材30を操作する。電動指示部材30の操作量に基づいてCPU31はステータ14に進行波の超音波振動を発生するように制御する。ステータ14に加圧されたロータ15は、ステータ14から進行波振動を受けて光軸周りに回転する。ロータ15と回転筒5は一体的に回転するので、ズーム光学系1が駆動される。   Here, the mechanism of automatic switching between manual and electric which is a feature of the present invention will be described in detail. First, when the photographer operates electrically, the electric instruction member 30 provided in the drive unit is operated. Based on the amount of operation of the electric instruction member 30, the CPU 31 controls the stator 14 to generate ultrasonic waves of traveling waves. The rotor 15 pressurized by the stator 14 receives traveling wave vibration from the stator 14 and rotates around the optical axis. Since the rotor 15 and the rotating cylinder 5 rotate integrally, the zoom optical system 1 is driven.

次に撮影者が手動でズーム操作する時の仕組みを説明する。撮影者が操作リング7に設けたゴムローレット8を握ると、ゴムローレット8の中に埋め込んだ感圧センサの検知に基づいてCPU31は手動操作と判断する。CPU31はステータ14に定常波の超音波振動を励起する指令を行う。ここで図2を用いて超音波モータの進行振動波と定常進行波の違いを説明する。一般的に超音波モータを回転駆動する時には、ステータ14に進行波振動を発生させる。ステータ14に図2の2−aに示すように90度位相が異なるA相とB相の2つの振動波を同時に与えると、回転運動を促す進行波振動が発生する。一方で図2の2−bに示すようにA相のみに振動を与え、もう1つのB相の振動を停止すると、ステータ14は進行波ではなく定常波の振動が発生する。回転運動を促すのではなく、ステータ14とロータ15の接触面では単純に振動する状態となる。ステータ14を制御していない時にはステータ14とロータ15は加圧状態にあるため、ロータ側を手動で操作することを試みると操作力は重くなる。しかしステータ14に進行波ではなく定常波を与えると、ロータ15は回転することはなく、ロータ15側、即ち操作リング7を軽負荷で滑らかに手動操作することが可能となる。撮影者がゴムローレット8から手を離すと、ゴムローレット8の中に設けた感圧センサの信号に基づいてCPU31はステータ14に定常波制御を停止し、ステータ14とロータ15は加圧状態になる。手動操作をする時にも超音波モータを制御することになるので電力は消費するが、手動操作を終えた時には電力を消費することはない。このように手動と電動でステータ14が発生する振動の駆動方法を変えることにより、特別な切り換え機構なしに簡単な構造で手動操作と電動駆動を自動的に切り換えることができる。手動と電動を瞬時に切り換える必要がある撮影条件においては、非常に高い操作性を備えた撮影レンズとなる。   Next, the mechanism when the photographer manually zooms will be described. When the photographer grips the rubber knurl 8 provided on the operation ring 7, the CPU 31 determines that the manual operation is performed based on the detection of the pressure sensor embedded in the rubber knurl 8. The CPU 31 instructs the stator 14 to excite standing wave ultrasonic vibration. Here, the difference between the traveling vibration wave and the steady traveling wave of the ultrasonic motor will be described with reference to FIG. Generally, when an ultrasonic motor is driven to rotate, traveling wave vibration is generated in the stator 14. When two vibration waves of phase A and phase B, which are 90 degrees out of phase, are simultaneously applied to the stator 14 as indicated by 2-a in FIG. 2, traveling wave vibration that promotes rotational motion is generated. On the other hand, as shown in 2-b of FIG. 2, when the vibration is applied only to the A phase and the vibration of the other B phase is stopped, the stator 14 generates a standing wave vibration instead of a traveling wave. Rather than encouraging rotational movement, the contact surface between the stator 14 and the rotor 15 simply vibrates. Since the stator 14 and the rotor 15 are in a pressurized state when the stator 14 is not being controlled, the operating force becomes heavy if an attempt is made to manually operate the rotor side. However, when a stationary wave is applied to the stator 14 instead of a traveling wave, the rotor 15 does not rotate, and the rotor 15 side, that is, the operation ring 7 can be manually operated smoothly with a light load. When the photographer releases his hand from the rubber knurl 8, the CPU 31 stops the stationary wave control on the stator 14 based on the signal of the pressure sensor provided in the rubber knurl 8, and the stator 14 and the rotor 15 are in a pressurized state. . Even when manual operation is performed, the ultrasonic motor is controlled, so that power is consumed. However, when manual operation is completed, power is not consumed. Thus, by changing the driving method of vibration generated by the stator 14 manually and electrically, it is possible to automatically switch between manual operation and electric drive with a simple structure without a special switching mechanism. Under photographing conditions where it is necessary to switch between manual operation and electric operation instantaneously, the photographing lens has extremely high operability.

図3はゴムローレット8の押圧力と、ゴムローレット8の中に埋め込まれた感圧センサの出力信号の関係を表したものである。撮影者がゴムローレットを強く握る程、感圧センサの出力信号は大きくなる。しかし撮影者がズーム操作する意図がなく、撮影レンズを支える目的でゴムローレット8に手で軽く触れた時に手動操作と判断すると、消費電力を浪費することになる。そこで図3に示すように、手動操作と判断する閾値Kを設けることにする。感圧センサの出力信号が閾値Kを超えたときにはCPU31は手動操作と判断して定在波制御をし、また出力信号がK以下の時にはCPU31は超音波モータに指令を出さない。これにより超音波モータの無用な電力消費を抑えることができる。閾値KはドライブユニットDの外装面に設けた十字キー35と表示ディスプレイ36を用いて、撮影者の好みに応じて任意に設定を変更することができる。   FIG. 3 shows the relationship between the pressing force of the rubber knurl 8 and the output signal of the pressure-sensitive sensor embedded in the rubber knurl 8. The stronger the photographer grips the rubber knurl, the greater the output signal of the pressure sensor. However, if the photographer does not intend to perform the zoom operation and the rubber knurled 8 is lightly touched by hand for the purpose of supporting the photographing lens, it is wasted power consumption. Therefore, as shown in FIG. 3, a threshold value K for determining manual operation is provided. When the output signal of the pressure sensitive sensor exceeds the threshold value K, the CPU 31 determines that it is a manual operation and performs standing wave control, and when the output signal is K or less, the CPU 31 does not issue a command to the ultrasonic motor. Thereby, unnecessary power consumption of the ultrasonic motor can be suppressed. The threshold value K can be arbitrarily changed according to the photographer's preference using the cross key 35 and the display display 36 provided on the exterior surface of the drive unit D.

本発明による撮影レンズは特別な切換操作なしに、手動操作と電動操作の切換を自動にすることが可能であるが、手動と電動の両方を同時に操作することも可能である。例えば、撮影者が撮影レンズを三脚に設置して手動操作をすると同時に、他の操作者が遠隔からドライブユニットDにケーブル接続された遠隔操作部材37を用いて遠隔操作することも可能である。本発明では手動操作と電動操作が同時に行われた場合にどちらを優先するかを決定するモード切換スイッチ38を設けている。モード切換スイッチ38の設定に応じた超音波モータの制御フローを、図4を用いて説明する。   The photographing lens according to the present invention can automatically switch between manual operation and electric operation without any special switching operation, but both manual operation and electric operation can be operated simultaneously. For example, it is possible for the photographer to perform manual operation by setting the photographing lens on a tripod, and at the same time, another operator can remotely perform remote operation using a remote operation member 37 connected to the drive unit D by a cable. In the present invention, a mode changeover switch 38 is provided for determining which is to be prioritized when manual operation and electric operation are performed simultaneously. The control flow of the ultrasonic motor according to the setting of the mode switch 38 will be described with reference to FIG.

図4におけるS101とS102でCPU31はそれぞれ電動操作の有無と、手動操作の有無を監視している。S103で電動操作の指示を検知して、なおかつS104で手動操作が行われていない時には、S105で超音波モータを進行波制御してモータを回転駆動する。S104で電動操作だけでなく手動操作も同時に検知した時は、S106にてモード切換スイッチ38で設定した優先順位を確認する。手動操作を優先するモードに設定してある時は、S107で電動指示を無効にし、S108で超音波モータを定常波駆動して手動操作を可能にする。逆にS106で電動操作を優先するモードに設定している時には、S109で超音波モータを進行波制御して、手動操作に抗して電動制御する。さらにS110では手動操作者に対して、電動操作が優先であることを警告する内容を表示部36に表示する。以上が手動と電動を同時に操作した時の超音波モータの制御フローである。S103でズームの電動指示がなく、さらにS111で手動操作もない時には、S112に示すように超音波モータに対して制御信号を出すことなく停止状態を維持する。S111で手動操作のみを検知した時には、S113で超音波モータを定常波制御して手動操作が可能な状態にする。   In S101 and S102 in FIG. 4, the CPU 31 monitors the presence / absence of an electric operation and the presence / absence of a manual operation. When an instruction for an electric operation is detected in S103 and a manual operation is not performed in S104, the ultrasonic motor is traveled in S105 to rotate and drive the motor. When not only the electric operation but also the manual operation is detected at S104, the priority set by the mode switch 38 is confirmed at S106. When the mode in which manual operation is prioritized is set, the electric instruction is invalidated in S107, and the ultrasonic motor is driven in a steady wave in S108 to enable manual operation. Conversely, when the mode in which electric operation is prioritized is set in S106, the ultrasonic motor is subjected to traveling wave control in S109, and electric control is performed against manual operation. Further, in S110, the display unit 36 displays a warning for the manual operator that the electric operation is prioritized. The above is the control flow of the ultrasonic motor when the manual operation and the electric operation are simultaneously performed. When there is no electric zoom instruction in S103 and no manual operation is performed in S111, the stop state is maintained without issuing a control signal to the ultrasonic motor as shown in S112. When only manual operation is detected in S111, the ultrasonic motor is controlled in steady wave in S113 so that manual operation is possible.

以上説明したように、撮影レンズの手動操作及び電動操作の有無を検知して、手動時と電動時、そしてレンズ操作をしない時の3つの操作状況を判別し、超音波モータの制御方法を変更することにより、簡単で安価な構造で手動と電動の切換を自動的に切り換えることが可能となる。また環状の超音波モータを用いることにより、電動駆動時の動力伝達系のバックラッシを低減して高い応答性を有した電動操作性の良い撮影レンズを提供することができる。さらに本実施例では操作リングが操作端を持ち、決められた角度範囲以外は回転操作できない構造のため、放送用機材を扱うプロユーザに好まれる操作性を有していることも特徴である。   As described above, the control method of the ultrasonic motor is changed by detecting the presence or absence of manual operation and electric operation of the taking lens, and discriminating between three operation situations: manual operation, electric operation, and no lens operation. By doing so, it is possible to automatically switch between manual and electric switching with a simple and inexpensive structure. In addition, by using an annular ultrasonic motor, it is possible to provide a photographing lens with high operability and high responsiveness by reducing backlash of a power transmission system during electric driving. Furthermore, in this embodiment, since the operation ring has an operation end and cannot be rotated except within a predetermined angle range, it is also characterized in that it has operability preferred by professional users who handle broadcasting equipment.

本実施例では手動操作を検知する手段として感圧センサを例示したが、例えば人の手が触れることで静電容量の変化を検知する方式のタッチセンサを用いることも可能である。またタッチセンサを用いるのではなく、電動指示部材30が電動駆動を指示しない状態で操作リング7の位置が変化することをエンコーダ33が検知すると、CPU31が手動操作と判断することも可能である。手動操作を検知する手段は、いかなる方法でも構わない。   In this embodiment, a pressure sensor is exemplified as means for detecting manual operation. However, for example, it is possible to use a touch sensor that detects a change in capacitance when touched by a human hand. Further, instead of using a touch sensor, the CPU 31 can determine that the operation is manual operation when the encoder 33 detects that the position of the operation ring 7 changes in a state where the electric instruction member 30 does not instruct electric driving. The means for detecting the manual operation may be any method.

また本実施例においては光軸を中心とした環状の超音波モータを例示したが、小径の超音波モータをドライブユニットDに設けて操作リング7を駆動する構造にしても構わない。小径の超音波モータを採用することで撮影レンズを小型化することが期待できる。   In the present embodiment, an annular ultrasonic motor centered on the optical axis has been exemplified. However, a small-diameter ultrasonic motor may be provided in the drive unit D to drive the operation ring 7. The use of a small-diameter ultrasonic motor can be expected to reduce the size of the taking lens.

さらに撮影レンズのズームを例に説明しているが、フォーカスやアイリスあるいはマクロに適用することも可能である。   Further, the zoom of the taking lens is described as an example, but the present invention can be applied to focus, iris or macro.

本発明の第2の実施例による撮影レンズを図5に基づいて説明する。第2の実施例では超音波モータの駆動方式を変更して手動と電動を切り換える本発明の特徴を、オートフォーカスレンズの操作性を向上することに適用している。本実施例のオートフォーカスレンズは、撮像素子で得た映像信号を利用してピント検出をするコントラスト検出方式を採用している。山登り方式とも呼ばれるこの方式は、合焦光学系の一部を微小に往復駆動(ウォブリング)して、所定のサンプリング間隔で撮像素子の映像信号から高周波成分を抽出する。高周波成分のレベル値がピークに達する時を合焦状態と判定する方式である。   A photographic lens according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the feature of the present invention that switches between manual and electric by changing the driving method of the ultrasonic motor is applied to improving the operability of the autofocus lens. The autofocus lens of the present embodiment employs a contrast detection method that performs focus detection using a video signal obtained by an image sensor. In this method, also called a hill-climbing method, a part of the focusing optical system is finely reciprocated (wobbled) to extract a high frequency component from the video signal of the image sensor at a predetermined sampling interval. This is a method for determining that the in-focus state is when the level value of the high-frequency component reaches a peak.

図5で示した構成図は第1の実施例で説明した図1と類似している。図1の実施例では超音波モータを用いてズーム光学系を駆動していたが、図5ではフォーカス光学系を超音波モータで駆動している。駆動する光学系は異なるが、図1と同様のシステム構成で第2の実施例が説明可能である。図5において図1と同一記号の部位は同じ役割を果たしているため、細部の説明は省略して第1の実施例と異なる点のみを説明する。   The configuration diagram shown in FIG. 5 is similar to FIG. 1 described in the first embodiment. In the embodiment of FIG. 1, the zoom optical system is driven using an ultrasonic motor, but in FIG. 5, the focus optical system is driven by an ultrasonic motor. Although the optical system to be driven is different, the second embodiment can be described with the same system configuration as in FIG. In FIG. 5, the parts having the same symbols as those in FIG. 1 play the same role, so that the detailed description is omitted and only the differences from the first embodiment will be described.

図5において41はフォーカス調整のために光軸方向に動くフォーカス光学系、42はズーム光学系である。また43はフォーカスの合焦状態を判別するためのウォブリング光学系で、モータ44で高速に往復駆動する。45はズームレンズを透過する光をカメラ装置Cへ集光するリレー光学系である。図示しないマウント部品を介してズームレンズLを装着するカメラ装置Cは、被写体光を電気信号へ変換するCCD46と、映像信号を生成する映像処理回路47を持つ。オートフォーカスを行う時には、ドライブユニットDはカメラ装置Cが撮影した映像信号を取り込む。CPU31は映像信号の高周波成分のレベル値がピークになるように、ステータ14を駆動してフォーカス光学系41を制御する。本実施例では、合焦状態を検知するウォブリング光学系43と、ピントを合わせるフォーカス光学系41の2つの光学系を制御してオートフォーカスを実現している。一般的に放送用の撮影レンズのフォーカス操作は、図5に示すように操作端を持つ操作リング7を操作する。撮影者は操作端からの操作量でレンズのポジションを把握するため、手動操作をするうえで操作端を持つことの意味は大きい。この様な放送用ズームレンズは一般的にフォーカス光学系がズーム光学系より被写体側に位置している。大径で重い光学系を高速でウォブリングすることは困難なため、フォーカス光学系41はピントを合わせる時に制御する。一方、小径で質量が軽いウォブリング光学系43は合焦状態を検知するために高速制御している。このように2つ光学系に異なる役割を持たせている。   In FIG. 5, 41 is a focus optical system that moves in the optical axis direction for focus adjustment, and 42 is a zoom optical system. Reference numeral 43 denotes a wobbling optical system for determining the focus state, and the motor 44 reciprocates at high speed. A relay optical system 45 condenses the light transmitted through the zoom lens onto the camera device C. A camera device C to which the zoom lens L is attached via a mount component (not shown) has a CCD 46 that converts subject light into an electrical signal and a video processing circuit 47 that generates a video signal. When autofocusing is performed, the drive unit D captures a video signal captured by the camera device C. The CPU 31 controls the focus optical system 41 by driving the stator 14 so that the level value of the high frequency component of the video signal becomes a peak. In this embodiment, auto-focusing is realized by controlling two optical systems, a wobbling optical system 43 that detects the in-focus state and a focusing optical system 41 that focuses. In general, the focus operation of a broadcasting photographing lens is performed by operating an operation ring 7 having an operation end as shown in FIG. Since the photographer grasps the position of the lens by the amount of operation from the operation end, it is significant to have the operation end for manual operation. In such a broadcast zoom lens, the focus optical system is generally positioned closer to the subject side than the zoom optical system. Since it is difficult to wobbling a large-diameter and heavy optical system at high speed, the focus optical system 41 is controlled when focusing. On the other hand, the wobbling optical system 43 having a small diameter and a light mass is controlled at high speed in order to detect the in-focus state. Thus, the two optical systems have different roles.

次にフォーカスの手動と電動を自動で切り換えの仕組みを説明する。51はオートフォーカスを指示するスイッチで、本実施例ではスイッチを押し続ける間オートフォーカスを機能させている。具体的にはCPU31はウォブリング光学系43を微小に往復駆動するようにモータ44を制御する。そして映像処理回路47から得られる映像信号のコントラストから合焦の有無と、合焦すべき方向を判断する。合焦していない時には、CPU31はステータ14に進行波振動を与えてフォーカス光学系41を駆動し、映像信号で合焦状態と判断するまでフォーカス光学系41を制御する。   Next, a mechanism for automatically switching between manual focusing and electric focusing will be described. Reference numeral 51 denotes a switch for instructing autofocus. In this embodiment, the autofocus function is operated while the switch is kept pressed. Specifically, the CPU 31 controls the motor 44 so that the wobbling optical system 43 is reciprocated minutely. Then, the presence / absence of focusing and the direction to be focused are determined from the contrast of the video signal obtained from the video processing circuit 47. When not in focus, the CPU 31 applies a traveling wave vibration to the stator 14 to drive the focus optical system 41 and controls the focus optical system 41 until it is determined to be in focus by the video signal.

しかしCCDで得た映像信号を利用してピント検出をするオートフォーカス方式は、被写体のコントランスが明瞭でない場合には正確に合焦することができない時がある。それゆえオートフォーカス終了後、あるいはオートフォーカスの最中に撮影者の意思を優先して瞬時に手動操作することができる撮影レンズが望ましい。   However, the autofocus method that uses the video signal obtained by the CCD to detect the focus may not be able to focus accurately if the subject's contrast is not clear. Therefore, it is desirable to have a photographic lens that can be manually operated instantly with priority given to the photographer's intention after the end of autofocus or during autofocus.

オートフォーカス操作より手動操作を優先させるために、第1の実施例と同様にモード切換スイッチ38を手動優先モードに設定する。本実施例においてオートフォーカス終了後、あるいはオートフォーカスの最中に操作リング7に設けたゴムローレット8を操作すると、ゴムローレット8の中にある感圧センサが手動操作を検知する。CPU31は第1の実施例と同様にステータ14に定在波振動を励起して、操作リング7が手動で操作できる状態に変更し、撮影者は手動でフォーカス光学系41を調整する。操作リング7とフォーカス光学系41はメカニカルに連結されているので、素早くピントを合わせ修正することができる。   In order to give priority to the manual operation over the autofocus operation, the mode changeover switch 38 is set to the manual priority mode as in the first embodiment. In this embodiment, when the rubber knurl 8 provided on the operation ring 7 is operated after the autofocus is finished or during the autofocus, the pressure sensor in the rubber knurl 8 detects the manual operation. As in the first embodiment, the CPU 31 excites standing wave vibration in the stator 14 to change the operation ring 7 so that it can be manually operated, and the photographer manually adjusts the focus optical system 41. Since the operation ring 7 and the focus optical system 41 are mechanically connected, it is possible to quickly focus and correct.

フォーカス光学系41はオートフォーカスを指示するスイッチ51だけでなく、遠隔からケーブルを介してピント合わせを指示する外部操作装置であるフォーカスデマンド52を用いて操作することも可能である。手動操作と電動駆動を同時に操作した時の制御フローは第1の実施例で説明した図4と同様の流れとなる。   The focus optical system 41 can be operated not only using the switch 51 for instructing autofocus but also using a focus demand 52 which is an external operation device for instructing focusing from a remote location via a cable. The control flow when the manual operation and the electric drive are operated simultaneously is the same as that shown in FIG. 4 described in the first embodiment.

このように手動操作と電動駆動の2つの操作方式を、超音波モータのステータ14が発生する振動の駆動方法を変えることにより、特別な切り換え機構なしに手動と電動を自動的に切り換えることができる。本実施例で例示したようにオートフォーカスレンズで必要となるオートフォーカス後に手動で素早くピント修正することが、簡単な構成で実現することができる。   In this way, manual operation and electric drive can be automatically switched without a special switching mechanism by changing the drive method of vibration generated by the stator 14 of the ultrasonic motor between the two operation methods of manual operation and electric drive. . As exemplified in the present embodiment, it is possible to quickly correct the focus manually after the autofocus necessary for the autofocus lens with a simple configuration.

L ズームレンズ
D ドライブユニット
7 操作リング
8 ゴムローレット
14 ステータ
15 ロータ
L Zoom lens D Drive unit 7 Operation ring 8 Rubber knurl 14 Stator 15 Rotor

Claims (6)

撮像光学系を構成する光学手段と、該光学手段と一体的に連結している操作リングとを有し、手動および電動時に該操作リングの回転に連動し該光学手段を繰り出す撮影レンズにおいて、該操作リングを手動で操作することを検知する手動操作検知手段と、該操作リングを電動で駆動することを指示する1つ以上の電動指示手段と、該操作リングに連結した振動波モータと該振動波モータを制御する制御手段を持ち、該手動操作検知手段が手動操作を検知した時には、該制御手段は振動波モータを定在波駆動して該操作リングが軽負荷で操作可能な状態に制御し、該電動指示手段で電動指示した時には、該操作リングを回転駆動するように振動波モータを進行波駆動することを特徴とする撮影レンズ。   In a photographing lens having an optical means constituting an imaging optical system and an operation ring integrally connected to the optical means, and extending the optical means in conjunction with rotation of the operation ring during manual and electric operation, Manual operation detecting means for detecting manual operation of the operation ring, one or more electric instruction means for instructing to electrically drive the operation ring, a vibration wave motor connected to the operation ring, and the vibration Control means for controlling the wave motor, and when the manual operation detecting means detects a manual operation, the control means drives the vibration wave motor to a standing wave so that the operation ring can be operated with a light load. And a traveling wave drive of the vibration wave motor so as to rotationally drive the operation ring when the electric instruction is given by the electric instruction means. 前記手動操作検知手段は、操作リングに設けた感圧センサの出力信号と所定の閾値を比較して、手動操作を判断することを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。   2. The photographing lens according to claim 1, wherein the manual operation detecting means compares the output signal of a pressure sensitive sensor provided on the operation ring with a predetermined threshold value to determine manual operation. 前記感圧センサは、ローレットゴム部品と一体的に設けられていることを特徴とする請求項2記載の撮影レンズ。   The photographing lens according to claim 2, wherein the pressure-sensitive sensor is provided integrally with a knurled rubber part. 前記手動操作検知手段は、前記感圧センサの出力信号と比較する閾値を任意の値に調整可能であることを特徴とする請求項2及び請求項3記載の撮影レンズ。   4. The photographing lens according to claim 2, wherein the manual operation detecting means can adjust a threshold value to be compared with an output signal of the pressure sensor to an arbitrary value. 前記手動操作検知手段は、前記電動指示手段が電動駆動を指示しない状態で前記操作リングの位置が変化することを検知すると、手動操作と判断することを特徴とする請求項1記載の撮影レンズ。   The photographing lens according to claim 1, wherein the manual operation detection unit determines that the manual operation is performed when it detects that the position of the operation ring changes in a state where the electric instruction unit does not instruct electric drive. 手動操作と電動指示が同時に行なわれた時に、前記振動波モータの駆動方法の優先順位を選択する選択手段を持つことを特徴とする請求項1〜5に記載の撮影レンズ。   6. The photographing lens according to claim 1, further comprising selection means for selecting a priority order of driving methods of the vibration wave motor when a manual operation and an electric instruction are performed simultaneously.
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