JP2022116805A - Drive device, optical device, and imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動装置、光学装置、撮像装置に関する。 The present invention relates to a driving device, an optical device, and an imaging device.
モータによる駆動と手動(マニュアル操作)とを電磁クラッチにより切り替え可能な駆動装置がある。特許文献1には、電磁クラッチへの通電、非通電にかかわらず、電磁クラッチの入力側部材と出力側部材とを互いに接触させている構成が開示されている。
There is a drive device that can switch between motor drive and manual operation (manual operation) by means of an electromagnetic clutch.
特許文献1における当該構成では、非通電時にも電磁クラッチの入力側部材と出力側部材とが互いに接触していることにより、手動での操作リングの操作感が変動しうる。
In the configuration of
本発明は、例えば、手動での操作感の点で有利な駆動装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is, for example, to provide a driving device that is advantageous in terms of manual operation feeling.
上記目的を達成するために、本発明は、可動部材と、前記可動部材を駆動するアクチュエータと、前記可動部材と前記アクチュエータとの間に配されたクラッチ部材とを有し、前記可動部材が前記アクチュエータで駆動される場合より前記可動部材が手動で駆動される場合に前記クラッチ部材が伝達する動力を小さくする駆動装置であって、前記可動部材が前記手動で駆動される場合に、前記クラッチ部材における前記可動部材側の出力部材の変位量に対する前記クラッチ部材における前記アクチュエータ側の入力部材の変位量の比を変更する変更部を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention has a movable member, an actuator for driving the movable member, and a clutch member disposed between the movable member and the actuator, wherein the movable member A driving device for reducing the power transmitted by the clutch member when the movable member is manually driven than when the movable member is driven by an actuator, wherein the clutch member transmits less power when the movable member is manually driven. and a changing portion that changes a ratio of a displacement amount of the input member on the actuator side in the clutch member to a displacement amount of the output member on the movable member side.
本発明によれば、例えば、手動での操作感の点で有利な駆動装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a driving device that is advantageous in terms of manual operation feeling.
(実施例1)
以下に、本発明の好ましい各実施例を添付の図面に基づいて詳細に説明する。まず、本発明の実施例1の駆動装置10について図1を用いて説明する。図1は、本発明の実施例1に係る駆動装置10の構成を示すブロック図である。
(Example 1)
Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. First, the
駆動装置10は、主として制御部100、モータ駆動回路101(駆動回路)、インピーダンス変更回路102、モータ103(アクチュエータ)、電磁クラッチ104(クラッチ部材)、及び可動部105(可動部材)から構成される。駆動装置10の操作形態として、可動部105を電動で駆動するサーボ操作と可動部105を手動で駆動するマニュアル操作がある。
The
制御部100は、サーボ操作時に不図示の操作手段からの指令値に基づいて、可動部105をモータ103により電動で駆動するための第1の駆動指令100aをモータ駆動回路101に出力する。そして、モータ103はモータ駆動回路101及びインピーダンス変更回路102を介して駆動される。
The
また、制御部100は、電磁クラッチ104に作動指令100cを出力する。電磁クラッチ104は、モータ103の駆動力を可動部105へ伝える役割を担い、制御部100からの作動指令100cに基づいて、モータ103と可動部105の接続状態を切り替える。
Also, the
また、制御部100は、インピーダンス変更回路102にインピーダンスを変更するための変更指令100dを出力する。インピーダンス変更回路102は、制御部100からの変更指令100dに基づいて、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更する。
Also, the
次に、図2を用いてインピーダンス変更回路102の構成と、制御部100からの変更指令100dに基づいて、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更する仕組みについて説明する。
Next, the configuration of the
図2は、インピーダンス変更回路102の構成を示す。破線で示されるインピーダンス変更回路102は、モータ103に直列に接続された第1インピーダンス変更回路102aとモータ103に並列に接続された第2インピーダンス変更回路102bのうち少なくとも一方を含んで構成されている。インピーダンス変更回路102により、モータ駆動回路101が有するインピーダンスの初期値を含めて、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスが変更される。
FIG. 2 shows the configuration of the
第1インピーダンス変更回路102aと第2インピーダンス変更回路102bのそれぞれは、例えば所謂MOSFETやフォトMOSリレーにより構成される。公知の技術であるPWM信号を指令値として与えることで、モータ103から見たインピーダンスを概ね0Ω~無限大Ωに変更してモータ103の端子間に与えることが可能となる。また、PWMのデューティ比を0%や100%としたOn/Offの信号を与えることも可能である。
Each of the first
具体的には、第2インピーダンス変更回路102bが存在しない場合(すなわちインピーダンスが無限大Ω)においては、第1インピーダンス変更回路102aにより、インピーダンスを初期値から無限大Ωの値まで増大させるように設定することが可能である。インピーダンスの値を無限大Ωにすることにより、いわゆる回路が開放されたオープン設定にすることができる。しかしながら、第2インピーダンス変更回路102bが存在し、かつ、そのインピーダンスが無限大の値ではないとき、第2インピーダンス変更回路102bのインピーダンスにも影響をうける。また、第1インピーダンス変更回路102aが存在しない場合、又は第1インピーダンス変更回路102aが0Ωの場合においては、第2インピーダンス変更回路102bにより、インピーダンスを初期値から0Ωまで減少させるように設定することが可能である。インピーダンスの値を0Ωにすることにより、いわゆる回路が短絡されたショート設定にすることができる。しかしながら、第1インピーダンス変更回路102aが存在し、かつ、そのインピーダンスが0の値ではないとき、第1インピーダンス変更回路102aのインピーダンスにも影響をうける。これら第1インピーダンス変更回路102aと第2インピーダンス変更回路102bの何れかを設定することにより、インピーダンスを所望の値に変更することができる。また、インピーダンス変更回路102の他の例として、抵抗体、リード線をそれぞれ少なくとも1つずつと、スイッチを備える構成とし、インピーダンス変更回路102上で切り替えるようにすることで、インピーダンスを変更しても良い。
Specifically, when the second
図3は、電磁クラッチ104の構成を示す模式図である。電磁クラッチ104は、可動部105とモータ103の間に配されている。電磁クラッチ104は、モータ103が接続され駆動力が印加される回転部材である入力部材104a、可動部105が接続されモータ103の駆動力が出力される回転部材である出力部材104bと、不図示のコイル等により構成される。本実施例では、駆動装置10を傾けた際に可動部105の自重によって可動部105が動くこと、クラッチ作動音及びクラッチ接続時の遅延の対策として、マニュアル操作時にも入力部材104aと出力部材104bが接触し、それらが僅かな力で接続されている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the
電磁クラッチ104は、制御部100の作動指令100cに基づいて、通電時にモータ103と可動部105を所定の機械的な第1の接続力(接続力)で接続し、非通電時に第1の接続力より弱い第2の接続力(弱い力)でモータ103と可動部105を接続する。この第2の接続力は、電磁クラッチ104の入力部材104aと出力部材104bが直接僅かに触れることで発生する。また、入力部材104aと出力部材104bの間のクラッチ面104cにグリースが存在する場合は、そのグリースの粘性力により、非通電でも入力部材104aと出力部材104bが完全に離間せず、僅かに接触していることで各々が接続された状態となる。そして、駆動装置10では、通電時に可動部105がモータ103で駆動される場合より、非通電時に可動部105が手動で駆動される場合に電磁クラッチ104により伝達される動力が小さくなっている。
The
非通電の場合、電磁クラッチ104のクラッチ面104cでは、半クラッチの状態となっているので、可動部105をマニュアル操作するとマニュアル操作力が出力部材104bへ伝わり、可動部105の操作量(動き)に応じて、入力部材104aが変位する。すなわち、電磁クラッチ104は、非通電時にマニュアル操作される可動部105のマニュアル操作量を一定の割合でモータ103へ伝達する。その結果、モータ103にマニュアル操作力が伝わり、モータ103が駆動される。ただし、入力部材104a及びモータ103が、常に可動部105及び出力部材104bと一致した動作(変位)となるわけではない。
When the
可動部105は、上述のように、通電状態の電磁クラッチ104を介してモータ103により駆動されるサーボ操作、又は非通電状態の電磁クラッチ104において手動により駆動されるマニュアル操作の何れかによって駆動可能な可動部材である。
The
次に、非通電時のマニュアル操作による可動部105の操作量(操作力)が、電磁クラッチ104の出力部材104bから入力部材104aへ伝達される特性について、図4を用いて説明する。
Next, the characteristic that the operation amount (operating force) of the
図4は、実施例1における、可動部105をマニュアル操作した際の、マニュアル操作量とモータ103の変位量の比である回転量比の特性を示す線図である。横軸はマニュアル操作時の操作速度であり、縦軸は可動部105がマニュアル操作される際の操作量に対する、入力部材104aに伝達される操作量により入力部材104a(モータ103)が変位する変位量の比(回転量比)である。例えば、出力部材104bの操作量と、出力部材104bから入力部材104aに操作量が伝達されることにより入力部材104a(モータ103)が回される変位量とが一致するとき、回転量比が1.0であるとする。また、出力部材104bの操作量に対して、入力部材104aが全く動いていないとき、回転量比は0であるとする。なお、この実施例1では、回転量比は出力部材104bから入力部材104aへの操作量の伝達率に相当する。
FIG. 4 is a diagram showing the characteristic of the rotation amount ratio, which is the ratio of the amount of manual operation and the amount of displacement of the
図4の破線(a)は、本発明を適用しない従来技術相当の構成における、操作速度に対する回転量比(初期の回転量比)の特性を示す。回転量比は、速い操作速度では回転量比が小さく、遅い操作速度では回転量比が大きくなる特性を有する。ハッチングで示される領域(d)では、手感が変化することが見出されている。これは、可動部105をマニュアル操作することにより、その操作量に追従して入力部材104a(モータ103)が回転し、特定の操作速度でモータ103が回されるとトルクが生じ、その際のトルク変動を手感の変化と感じることに起因する。従来技術相当の構成における破線(a)の特性においては、特定の操作速度領域でこの領域(d)に入ってしまい、手感の変化が起こっていた。しかしながら、回転量比の特性を制御し、この領域(d)を回避する特性にすることで、手感の変化の発生を抑制することができる。
The dashed line (a) in FIG. 4 shows the characteristic of the rotation amount ratio (initial rotation amount ratio) with respect to the operation speed in a configuration equivalent to the prior art to which the present invention is not applied. The rotation amount ratio has a characteristic that the rotation amount ratio is small when the operation speed is high, and the rotation amount ratio is large when the operation speed is low. It has been found that the touch feeling changes in the hatched area (d). When the
本実施例では、マニュアル操作時に制御部100からのインピーダンスを変更するための変更指令100dに基づいて、インピーダンス変更回路102により、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスが変更される。例えば、インピーダンスを限りなく小さくすると、モータ103は所謂ショートブレーキ状態となり、モータ103が回りにくい状態となる。そのため、出力部材104bの操作量に対して、入力部材104aが動きにくくなる。その結果、線(c)に示す特性となり、従来技術相当の破線(a)の特性に対して相対的に回転量比が小さくなり、領域(d)を回避できるので手感の変化を防ぐことができる。
In this embodiment, the
また、インピーダンスを限りなく大きくすると、モータ103は所謂オープン状態に近づくので、回りやすい状態となる。そのため、出力部材104bの操作量に対して、入力部材104aが動き易くなる。その結果、線(b)に示す特性となり、従来技術相当の破線(a)の特性に対して相対的に回転量比が大きくなり、領域(d)を回避できるので、手感の変化を防ぐことができる。
Also, if the impedance is increased as much as possible, the
以上のように、本実施例では、モータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更することで、回転量比を変更することができる。そして、インピーダンスを変更するための変更指令100dを出力する処理とインピーダンス変更回路102が実施例1の回転量比変更手段(変更部)に相当する。すなわち、回転量比変更手段により、可動部105が手動で駆動される場合に電磁クラッチ104における可動部105側の出力部材104bの変位量に対する電磁クラッチ104におけるモータ103側の入力部材104aの変位量の比を変更することができる。
As described above, in this embodiment, by changing the impedance connected between the terminals of the
次に、図5のフローチャートを参照して、本実施例における、モータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更する処理について説明する。
Next, the process of changing the impedance connected between the terminals of the
まず、ステップS101において、制御部100は、現在の駆動状態がマニュアル操作である否かを判断し、マニュアル操作であると判断した場合(Yes)、ステップS102に進む。
First, in step S101, the
ステップS102において、制御部100は、電磁クラッチ104がOFF状態(非通電状態)となるように作動指令100cを停止し、ステップS103に進む。
In step S102, the
ステップS103において、回転量比を変更するために、制御部100はインピーダンス変更回路102に対して、インピーダンスを変更する変更指令100dを出力し、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更する。このとき、手感の変化が発生する図4の領域(d)に入らないように、インピーダンスを変更する。例えば、図2の第2インピーダンス変更回路102bによりインピーダンスを0に近づけると、図4の線(c)で示す回転量比の特性とすることができる。そして、ステップS101に戻り処理を繰り返す。
In step S103, the
一方、ステップS101において、駆動状態がマニュアル操作ではない(サーボ操作)と判断した場合(No)、ステップS104に進む。 On the other hand, if it is determined in step S101 that the driving state is not manual operation (servo operation) (No), the process proceeds to step S104.
ステップS104において、制御部100は、電磁クラッチ104がON状態(通電状態)となるように作動指令100cを出力し、ステップS105に進む。
In step S104, the
ステップS105においては、回転量比を変更しないので、制御部100はインピーダンス変更回路102に対して、インピーダンスを変更する変更指令100dを停止し、インピーダンスの変更なし(初期のインピーダンス)とする。そして、ステップS101に戻り処理を繰り返す。インピーダンスの変更をしない、所謂初期のインピーダンスとは、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスが、モータ駆動回路101が予め有しているインピーダンスであることを意味する。予め有しているインピーダンスには、例えば、モータ駆動回路101を構成する電子部品や配線が持つ寄生負荷などがある。
In step S105, since the rotation amount ratio is not changed, the
以上、説明したように、本実施例は、マニュアル操作時にモータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更することで、電磁クラッチ104の回転量比の特性を変更することができる構成となっている。この構成により、マニュアル操作時において、回転量比を変更することで図4の領域(d)に入らないようにすることができる。その結果、マニュアル操作時の手感の変化を防ぐことができる。そして、手動での操作感の点で有利な駆動装置10を提供することができる。
As described above, in this embodiment, the characteristic of the rotation amount ratio of the
本実施例では、上述の第1インピーダンス変更回路102a及び第2インピーダンス変更回路102bによるそれぞれのインピーダンスの変更方法については、0Ωに近づける状態か、無限大Ωに近づける状態かの両極端に限られない。図4の領域(d)に入らないように、回転量比を変更することができる範囲で、中間域の値としてもよい。
In this embodiment, the method of changing the impedance by the first
本実施例における、マニュアル操作時にも電磁クラッチ104のクラッチ面104cで僅かに接している構成の目的の一つは、駆動装置10を傾けたときに可動部105がそれ自身の自重によって動いてしまうことを防ぐことである。従って、電磁クラッチ104の出力部材104bから入力部材104aへ操作量が伝わる度合いを示す回転量比を変更する場合も、駆動装置10を傾けたときに可動部105がそれ自身の自重によって動いてしまうことがないことが前提となる。
In this embodiment, one of the purposes of the configuration in which the
(実施例2)
以下、図6から図8を参照して、本発明の実施例2の駆動装置20について説明する。図6は、本発明の実施例2に係る駆動装置20の構成を示すブロック図である。実施例2の駆動装置20は、実施例1で説明した図1の駆動装置10に対して、インピーダンス変更回路102を備えていない点、制御部100の代わりに制御部200を有する点、及び可動部位置検出手段206を有する点が異なっている。以下、実施例2の駆動装置20について、実施例1と異なる構成及び機能について説明し、実施例1と同じ部分はその説明を省略する。
(Example 2)
A driving
駆動装置20は、主として制御部200、モータ駆動回路101、モータ103、電磁クラッチ104、可動部105、及び可動部105の位置情報を検出する可動部位置検出手段206から構成される。実施例1の駆動装置10と同様に、実施例2の駆動装置20の操作形態として、可動部105を電動で駆動するサーボ操作と可動部105を直接手動で駆動するマニュアル操作がある。
The driving
制御部200は、サーボ操作時に不図示の操作手段からの指令値に基づいて、可動部105を電動駆動するための第1の駆動指令100aをモータ駆動回路101に出力し、モータ駆動回路101を介して、モータ103が駆動される。
The
また、制御部200は、マニュアル操作時に所定の方向にモータ103を駆動するための第2の駆動指令100b(指令)をモータ駆動回路101に出力し、モータ駆動回路101を介して所定の方向にモータ103が駆動される。
Further, the
実施例2の電磁クラッチ104は、実施例1の図3で示される構成と同様に、非通電時でも電磁クラッチ104の入力部材104aと出力部材104bが完全に離間せず、僅かに接触し、通電時よりも弱い力で接続されている。
In the
図7は、実施例2における、可動部105をマニュアル操作した際の、マニュアル操作量とモータ103の変位量の比である回転量比の関係を示す線図である。横軸はマニュアル操作時の操作速度であり、縦軸は可動部105がマニュアル操作される際の操作量に対する、入力部材104aが回転駆動する変位量の比(回転量比)である。例えば、出力部材104bの操作量と、入力部材104aの回転方向が同じで回転量が一致するとき、回転量比が1.0であるとする。また、出力部材104bの操作量に対して、入力部材104aが全く動いていないとき、回転量比が0であるとする。更に、出力部材104bの操作方向に対して、入力部材104aの駆動方向が反対である場合、回転量比はマイナスの値で表現される。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the rotation amount ratio, which is the ratio between the manual operation amount and the displacement amount of the
図4の説明と同様に、図7の破線(a)は、本発明を適用しない従来技術相当の構成における、操作速度に対する回転量比の特性を示し、領域(d)は、手感が変化する領域を示す。 4, the dashed line (a) in FIG. 7 shows the characteristics of the rotation amount ratio with respect to the operation speed in the configuration equivalent to the prior art to which the present invention is not applied, and the area (d) shows the change in hand feeling. indicate the area.
また、図7の線(c)は、実施例1で説明した、モータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを限りなく小さくし、従来技術相当の回転量比である破線(a)に対して相対的に小さくした回転量比を示している。ここで、線(c)の特性となる条件は、モータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを限りなく小さくしたショートブレーキ状態であるため、インピーダンスの変更によっては、これ以上ブレーキ力を強くすることはできない。
Further, line (c) in FIG. 7 is a dashed line that is the amount of rotation ratio equivalent to the prior art by minimizing the impedance connected between the terminals of the
従って、線(c)の特性(すなわち、実施例1による発明)としても、電磁クラッチ104やその他の可動する部材の機構的なばらつきの影響によって、完全にマニュアル操作時の手感の変化を防ぐことができない場合が考えられる。
Therefore, even with the characteristics of line (c) (that is, the invention according to the first embodiment), it is necessary to completely prevent changes in hand feel during manual operation due to the effects of mechanical variations in the
本実施例では、マニュアル操作時にマニュアル操作の操作方向に対して、逆方向にモータ103を駆動するための第2の駆動指令100bをモータ駆動回路101に出力する。この第2の駆動指令100bにより、回転量比を変化させる構成ついては、以下に説明する。
In this embodiment, during manual operation, a second drive command 100b is output to the
具体的には、制御部200は、可動部位置検出手段206によって可動部105の位置情報を検出した結果に基づき、マニュアル操作時の操作方向を検出する。
Specifically, the
更に、制御部200は、マニュアル操作時に出力部材104b及び入力部材104aを介してモータ103に伝わるマニュアル操作による操作の方向に対して、逆方向にモータ103を駆動するための第2の駆動指令100bをモータ駆動回路101に出力する。この第2の駆動指令100bにより、マニュアル操作される可動部105の回転方向に対して、逆方向にモータ103を駆動することとなる。
Further, the
この第2の駆動指令100bによってモータ103を駆動することで、図7の領域(e)で示す斜線部まで回転量比を制御することができる。すなわち、線(c)よりも回転量比が0に近い領域、及び出力部材104bの操作方向に対して、入力部材104aの駆動方向が反対となる場合のマイナスの回転量比の値で表現される領域(e)まで、回転量比を変化させることができる。
By driving the
以上のように、本実施例では、モータ103をマニュアル操作の操作方向に対して逆方向に駆動することで、回転量比を変更することができる。そして、制御部200の第2の駆動指令100bをモータ駆動回路101に出力する処理が実施例2の回転量比変更手段(変更部)に相当する。すなわち、回転量比変更手段によりモータ103を駆動することで、可動部105が手動で駆動される場合に出力部材104bが駆動される方向に対して逆方向に、入力部材104aが駆動される。モータ103を駆動することにより、可動部105が手動で駆動される場合に電磁クラッチ104における可動部105側の出力部材104bの変位量に対する電磁クラッチ104におけるモータ103側の入力部材104aの変位量の比を変更することができる。
As described above, in this embodiment, the rotation amount ratio can be changed by driving the
次に、図8のフローチャートを参照して、本実施例における、所定の方向にモータ103を駆動するための第2の駆動指令100bによって、モータ駆動回路101を介してモータ103を駆動することで、回転量比を制御する処理について説明する。
Next, referring to the flowchart of FIG. 8, by driving the
まず、ステップS201において、制御部200は、現在の駆動状態がマニュアル操作であるか否かを判断し、マニュアル操作であると判断した場合(Yes)、ステップS202に進む。
First, in step S201, the
ステップS202において、制御部200は、可動部位置検出手段206によって、可動部105の位置情報を検出した結果に基づき、可動部105が動かされた否か、すなわちマニュアル操作が行われたか否かを判断する。その後、マニュアル操作が行われた場合(Yes)、ステップS203に進む。
In step S202, the
ステップS203において、制御部200は、電磁クラッチ104がOFF状態(非通電状態)となるように作動指令100cを停止し、ステップS204に進む。
In step S203, the
ステップS204において、制御部200は、可動部位置検出手段206によって、可動部105の位置情報を検出した結果に基づき、マニュアル操作の操作方向を検出し、ステップS205に進む。
In step S204, the
ステップS205において、回転量比を変更するために、制御部200は、検出したマニュアル操作時の操作方向に対して、逆方向にモータ103を駆動するための第2の駆動指令100bをモータ駆動回路101に出力し、モータ103を駆動する。このように、第2の駆動指令100bによってモータ103を駆動することで、図7の領域(e)で示す斜線部まで回転量比を変化させることができる。そして、ステップS201に戻り処理を繰り返す。
In step S205, in order to change the rotation amount ratio, the
一方、ステップS201において、駆動状態がマニュアル操作ではない(サーボ操作)と判断した場合(No)、ステップS206に進む。また、ステップS202においても、マニュアル操作が無かったと判断した場合(No)、ステップS206に進む。 On the other hand, if it is determined in step S201 that the driving state is not manual operation (servo operation) (No), the process proceeds to step S206. If it is determined that there is no manual operation in step S202 (No), the process proceeds to step S206.
ステップS206において、制御部200は、電磁クラッチ104がON状態(通電状態)となるように作動指令100cを出力し、ステップS207に進む。
In step S206, the
ステップS207においては、回転量比を変更しないので、制御部200はモータ駆動回路101に対して、第2の駆動指令100bを停止し、回転量比の変更なし(初期の回転量比)とする。そして、ステップS201に戻り処理を繰り返す。このような処理をすることで、マニュアル操作では、図7の線(c)の回転量比(すなわち、実施例1による発明)であっても、マニュアル操作時の手感の変化を防ぐことができない場合において、本実施例によって、手感の変化を防ぐことができる。
In step S207, since the rotation amount ratio is not changed, the
また、ステップS202において、マニュアル操作の有無を判断した上で、ステップS203以降の処理を行うようにすることで、意図せずに制御部200が第2の駆動指令100bによって、モータ103を駆動することを防止できる。
Also, in step S202, it is determined whether or not there is a manual operation, and then the processes after step S203 are performed, so that the
以上、説明したように、本実施例は、マニュアル操作時に第2の駆動指令100bによってモータ103を駆動することで、電磁クラッチ104の回転量比の特性を変更することができる構成となっている。この構成により、マニュアル操作時の操作速度によらず、図7の領域(d)に入らないように、更に領域(e)まで回転量比を変化させることができる。その結果、マニュアル操作時の手感の変化を防ぐことができる。そして、手動での操作感の点で有利な駆動装置20を提供することができる。
As described above, this embodiment is configured such that the characteristic of the rotation amount ratio of the
(実施例3)
以下、図9、図10を参照して、本発明の実施例3の駆動装置30について説明する。図9は、本発明の実施例3に係る駆動装置30の構成を示すブロック図である。実施例3の駆動装置30は、実施例1で説明した図1の駆動装置10に対して、制御部100の代わりに制御部300を有する点、可動部位置検出手段306及び切替スイッチ307を有する点が異なっている。以下、実施例3の駆動装置30について、実施例1と異なる構成及び機能について説明し、実施例1と同じ部分はその説明を省略する。
(Example 3)
A driving
駆動装置30は、主として、制御部300、モータ駆動回路101、インピーダンス変更回路102、モータ103、電磁クラッチ104、可動部105、及び可動部位置検出手段306、切替スイッチ307から構成される。実施例1の駆動装置10と同様に、実施例3の駆動装置30の操作形態として、可動部105を電動で駆動するサーボ操作と可動部105を直接手動で駆動するマニュアル操作がある。
The driving
制御部300は、可動部位置検出手段306によって可動部105の位置情報を検出した結果に基づき、マニュアル操作時の操作方向を検出する。更に切替スイッチ307により選択されているモードを検出する。
The
切替スイッチ307は、マニュアルモードと自動モードのうち一方を選択するためのスイッチである。マニュアルモードが選択されているとき、駆動装置30は、上述のマニュアル操作のみで動作する。そして、制御部300は、インピーダンス変更回路102及び電磁クラッチ104に対して、実施例1で説明したマニュアル操作時に各指令値を出力する処理と同様の処理を実施する。
A
すなわち、マニュアル操作時にモータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更することで、回転量比を変更することができる。そして、インピーダンスを変更するための変更指令100dを出力する処理とインピーダンス変更回路102が実施例3の回転量比変更手段(変更部)に相当する。すなわち、回転量比変更手段により、マニュアル操作による可動部105の操作量とモータ103の変位量との比を変更することができる。
That is, by changing the impedance connected between the terminals of the
一方、自動モードが選択されているとき、次のように動作する。駆動装置30は、制御部300に、不図示の操作手段から可動部105を駆動するための操作指令(速度指令値)が入力されていること、又は駆動装置30が位置制御を実行していることの何れか一方を満たすとき、上述のサーボ操作で動作する。
On the other hand, when automatic mode is selected, it operates as follows. In the driving
次に、図10のフローチャートを参照して、本実施例における、モータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更する処理について説明する。
Next, the process of changing the impedance connected between the terminals of the
まず、ステップS301において、制御部300は、切替スイッチ307が選択しているモードを検出し、マニュアルモードが選択されていると判断した場合(Yes)、ステップS302に進む。
First, in step S301, the
一方、ステップS301において、マニュアルモードが選択されていない(自動モードが選択されている)場合(No)、ステップS304に進む。 On the other hand, in step S301, if the manual mode is not selected (the automatic mode is selected) (No), the process proceeds to step S304.
ステップS304において、制御部300は、駆動装置30が位置制御を行っているか否かを判断し、位置制御を行っていると判断した場合(Yes)、ステップS306に進み、位置制御を行っていないと判断した場合(No)、ステップS305に進む。
In step S304, the
ステップS305において、制御部300は、駆動装置30が不図示の操作手段から可動部105を駆動するための操作指令(速度指令値)が入力されているか否かを判断する。速度指令値の入力があると判断した場合(Yes)、ステップS306に進み、速度指令値の入力がないと判断した場合(No)、ステップS302に進む。
In step S305, the
ステップS302及びステップS303の処理は、実施例1で説明した図5のフローチャートのステップS102及びステップS103とそれぞれ同様の処理となるので、詳しい説明は省略する。 The processes of steps S302 and S303 are the same as the processes of steps S102 and S103 of the flowchart of FIG. 5 described in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
ステップS306及びステップS307の処理は、実施例1で説明した図5のフローチャートのステップS104及びステップS105とそれぞれ同様の処理となるので、詳しい説明を省略する。 The processes of steps S306 and S307 are the same as the processes of steps S104 and S105 in the flowchart of FIG. 5 described in the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
本実施例では、サーボ操作かマニュアル操作かの状態の判断は、不図示の操作手段から可動部105を駆動するための操作指令が制御部100に入力されていること、又は制御部300が可動部105に対する位置制御を行っているときにサーボ操作と判断する。それ以外のときはマニュアル操作と判断する。また、その他の本実施例における効果は、実施例1と同じである。
In this embodiment, the determination of the state of servo operation or manual operation is made by inputting an operation command for driving the
(変形例)
次に、モータ103の端子間に接続されるインピーダンスを変更する実施例3における変形例1及び2について、図11、12を用いて説明する。図11は、変形例1における操作速度と回転量比の特性を示す線図であり、図12は変形例2における操作速度と回転量比の特性を示す線図である。図11、図2の破線(a)、線(c)の特性、領域(d)は、実施例1における図4と同じである。
(Modification)
線(c)は、モータ駆動回路101上のモータ103の端子間に接続されるインピーダンスを限りなく小さくし、モータ103が所謂ショートブレーキ状態である時の回転量比の特性である。モータ103がショートブレーキ状態で、可動部105をマニュアル操作すると、わずかに接触している入力部材104a及び出力部材104bを介して操作力がモータ103に伝わり、モータ103の軸部分に負荷がかかる虞がある。モータ103の軸部分に負荷がかかることで、モータ103の寿命に影響を与える可能性を考慮すると、負荷のかかる機会を最小限にすることが望まれる。
Line (c) is the characteristic of the rotation amount ratio when the impedance connected between the terminals of the
そこで、変形例1として、図11の線(f)で示す特性のように、従来技術相当の回転量比において手感が変化する領域(図11の太枠で表す領域(d))を含む領域のみ、回転量比を変更することとしてもよい。制御部300は、可動部位置検出手段306によって検出する可動部105の位置情報に基づき、マニュアル操作された際の操作速度を検出して、手感が変化する操作速度領域、例えば操作速度v1~v2の範囲のみ、回転量比を変更する。すなわち、可動部105の操作速度に関する情報に基づいて、可動部105が手動で駆動される場合に出力部材104bの変位量に対する入力部材104aの変位量の比を変更することができる。また、可動部105の操作速度に基づいて、例えば、操作速度が特定の条件を満たす場合(操作速度v1~v2となる場合)は、該特定の条件を満たさない場合より、回転量比を小さくすることも可能である。
Therefore, as a
また、図11の線(f)で示す回転量比とした場合に、マニュアル操作時の操作速度が一定ではなく変化があった際に、回転量比の急激な変化による手感への影響が懸念される場合には、図12の線(g)で示すように、回転量比を変更することとしてもよい。すなわち、モータ103の軸部分に負荷のかかる機会を最小限にするため、且つ領域(d)に入らないように、例えば操作速度v1、v2、v3で回転量比の特性の傾きを変更する。
In addition, when the rotation amount ratio shown by the line (f) in FIG. 11 is used, when the operation speed during manual operation is not constant and changes, there is a concern that the sudden change in the rotation amount ratio may affect the hand feeling. If so, the rotation amount ratio may be changed as indicated by the line (g) in FIG. That is, in order to minimize the chance of applying a load to the shaft portion of the
(適用例)
実施例1~3に係る、駆動装置10~30は、図13に示す撮像装置におけるレンズ装置1(光学装置)のドライブユニット1bに適用することができる。可動部105は、レンズ装置1の操作リングであって、操作リングを駆動すると、カム機構によって光学部材が可動する構成としても良い。また、光学部材は、該光学部材が移動すると焦点距離が変化するズームレンズ又はズームレンズ群とする構成としても良い。
(Application example)
The
図13に示す撮像装置は、レンズ装置1と、レンズ装置1により形成された像を撮る撮像素子2bを有するカメラ装置2とを含んで構成されている。また、撮像装置は、カメラ装置2からレンズ装置1が着脱可能に装着される構成としてもよい。なお、レンズ装置1は、レンズ装置1における操作部材及びCPU(処理部)を含むドライブユニット1bをレンズ装置1のサブユニット(操作装置又はドライブユニット)として含む。そして、サブユニットは、レンズ装置1の本体1aから空間的に分離可能に構成されていてもよい。その場合、レンズ装置1の本体1aに含まれている可動の光学部材の操作(駆動の制御)を行う当該ドライブユニット1bを含む操作装置(制御装置又はデマンドともいう)が構成されることになる。又は、当該光学部材の駆動を行うドライブユニット1bを含む駆動装置10~30が構成されることになる。当該ドライブユニット1bは、更に、アクチュエータ、その駆動回路、及び光学部材の状態を検出する検出器を含む。
The image pickup apparatus shown in FIG. 13 includes a
また、カメラ装置2は、光学部材に対する指令値を送信する機能を有する。その場合、当該指令値は、例えば、カメラ装置2のサブユニットとしての操作装置2cにより生成される。又は、当該指令値は、例えば、カメラ装置2のオートフォーカス機能又はオートアイリス機能等により生成される。操作装置2cは、カメラ装置2の本体2a(撮像装置本体)とは分離可能に構成される。また、操作装置2cは、カメラ装置2の本体2aに有線又は無線により通信接続される。また、操作装置2cは、レンズ装置1の物体距離に対応する指令値、レンズ装置1の焦点距離又はズーミングに対応する指令値、及びレンズ装置1の有効口径に対応する指令値等のうちの少なくとも1つを生成する。
The
以上、本発明の好ましい各実施例、変形例、適用例について説明したが、本発明はこれらに例示される形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 Although preferred embodiments, modified examples, and application examples of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the present invention.
例えば、実施例2は、マニュアル操作により可動部105が駆動することによってモータ103が駆動する方向に対して、逆方向にモータ103を駆動することでマニュアル操作時の手感の変化を防ぐことができる例であるが、次のようにしてもよい。
For example, in the second embodiment, by driving the
マニュアル操作により可動部105が駆動することによってモータ103が駆動する方向と、同じ方向にモータ103を駆動することで、実施例1で説明した図4の線(b)の方向と同じ方向へ、回転量比を変更することができる。これにより、従来技術相当よりも、回転量比を大きくすることで、手感の変化が生じる領域(d)に入らないようになるという効果と同等の効果を得ることができる。
By driving the
1 レンズ装置1(光学装置)
2 カメラ装置(撮像装置)
2a 本体2a(撮像装置本体)
2b 撮像素子
10、20、30 駆動装置
102a 第1インピーダンス変更回路
102b 第2インピーダンス変更回路
103 モータ(アクチュエータ)
104 電磁クラッチ(クラッチ部材)
104a 入力部材
104b 出力部材
105 可動部(可動部材)
1 lens device 1 (optical device)
2 camera device (imaging device)
104 electromagnetic clutch (clutch member)
Claims (10)
前記可動部材を駆動するアクチュエータと、
前記可動部材と前記アクチュエータとの間に配されたクラッチ部材とを有し、前記可動部材が前記アクチュエータで駆動される場合より前記可動部材が手動で駆動される場合に前記クラッチ部材が伝達する動力を小さくする駆動装置であって、
前記可動部材が前記手動で駆動される場合に、前記クラッチ部材における前記可動部材側の出力部材の変位量に対する前記クラッチ部材における前記アクチュエータ側の入力部材の変位量の比を変更する変更部を有することを特徴とする駆動装置。 a movable member;
an actuator that drives the movable member;
a clutch member disposed between the movable member and the actuator, wherein power transmitted by the clutch member when the movable member is manually driven rather than when the movable member is driven by the actuator; A driving device for reducing
a changing unit that changes a ratio of a displacement amount of an input member on the actuator side of the clutch member to a displacement amount of an output member on the movable member side of the clutch member when the movable member is manually driven; A driving device characterized by:
前記光学部材を駆動する請求項1から7の何れか一項に記載の駆動装置とを有することを特徴とする光学装置。 a movable optical member;
8. An optical device, comprising: the driving device according to claim 1, which drives the optical member.
前記光学装置により形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。 an optical device according to claim 8;
and an imaging device for capturing an image formed by the optical device.
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