JP3368062B2 - Lens system - Google Patents

Lens system

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JP3368062B2
JP3368062B2 JP18648894A JP18648894A JP3368062B2 JP 3368062 B2 JP3368062 B2 JP 3368062B2 JP 18648894 A JP18648894 A JP 18648894A JP 18648894 A JP18648894 A JP 18648894A JP 3368062 B2 JP3368062 B2 JP 3368062B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばテレビカメラに
使用されるズームレンズ及びズームレンズ操作部材を有
するレンズシステムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens system having a zoom lens and a zoom lens operating member used in, for example, a television camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は従来例の構成図であり、テレビカ
メラ等に設けられた焦点距離を調節するためのレンズシ
ステムの構成図である。ズームデマンド1の内部には、
ポテンショメータ2が設けられ、このポテンショメータ
2は抵抗Rと、この抵抗R上を移動可能とされた摺動子
Wとにより構成されている。抵抗Rの両端は、ズームレ
ンズ3の内部の出力電圧値+V、−Vの固定電圧源4、
5に接続され、摺動子Wはズームレンズ3内に設けられ
た減算器6の+端子、演算増幅器7、ズーム機能を有す
るレンズ8を駆動するモータ9に順次に接続され、減算
器6の−端子にはモータ9の角速度を検出する速度検出
器10の出力が帰還されている。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram of a conventional example, and is a block diagram of a lens system provided in a television camera or the like for adjusting a focal length. Inside Zoom Demand 1,
A potentiometer 2 is provided, and the potentiometer 2 is composed of a resistance R and a slider W movable on the resistance R. Both ends of the resistor R have a fixed voltage source 4 of an output voltage value + V, -V inside the zoom lens 3,
5, the slider W is sequentially connected to the + terminal of the subtractor 6 provided in the zoom lens 3, the operational amplifier 7, and the motor 9 that drives the lens 8 having the zoom function, and the slider W of the subtractor 6 is connected. The output of the speed detector 10 for detecting the angular speed of the motor 9 is fed back to the-terminal.

【0003】操作者が焦点距離を調節するためにズーム
デマンド1を操作すると、その操作量及び方向に応じて
ポテンショメータ2の摺動子Wが移動して抵抗Rとの接
点が移動し、摺動子Wからの出力電力が変化する。この
ような摺動子Wからの出力の変化は速度指令信号として
減算器6に入力される。一方、速度検出器10はモータ
9の回転速度を検出し、角速度信号として減算器6へ出
力している。減算器6はこの速度指令信号と角速度信号
との差分を算出し、この算出結果を差分信号として演算
増幅器7に出力する。演算増幅器7はこの差分信号量を
増幅した後にモータ9に供給し、モータ9を駆動しレン
ズ8をズームデマンド1の操作に対応する位置に移動す
る。
When the operator operates the zoom demand 1 in order to adjust the focal length, the slider W of the potentiometer 2 moves in accordance with the operation amount and direction, and the contact point with the resistance R moves and slides. The output power from the child W changes. Such a change in the output from the slider W is input to the subtractor 6 as a speed command signal. On the other hand, the speed detector 10 detects the rotation speed of the motor 9 and outputs it to the subtractor 6 as an angular speed signal. The subtractor 6 calculates the difference between the speed command signal and the angular velocity signal, and outputs the calculation result to the operational amplifier 7 as a difference signal. The operational amplifier 7 amplifies this difference signal amount and then supplies it to the motor 9, drives the motor 9 and moves the lens 8 to a position corresponding to the operation of the zoom demand 1.

【0004】この従来例では、レンズ制御は所謂速度制
御であり、ズームデマンド1の操作量と、レンズ8の移
動速度との関係は一義的に決定されている。しかしなが
ら、ズームデマンド1の操作量を一定にして、望遠端か
ら至近端までのズーミングを行った場合には、画角の変
化は一定にならずに、望遠端の近傍で画角の変化が高速
になったような印象を与えてしまう。また、画界の変化
を一定にするようにズームデマンド1を操作することは
非常に困難である。
In this conventional example, the lens control is so-called speed control, and the relationship between the operation amount of the zoom demand 1 and the moving speed of the lens 8 is uniquely determined. However, when zooming from the telephoto end to the close-up end is performed with the operation amount of the zoom demand 1 kept constant, the change in the angle of view does not become constant, and the change in the angle of view near the telephoto end. It gives the impression of being faster. In addition, it is very difficult to operate the zoom demand 1 so that the change in the image field is constant.

【0005】近年では上述の欠点を解消するために、画
角の変化とズームデマンド1の操作量とが一定になるよ
うにレンズ制御を行うレンズシステムが考案されてお
り、図7はこのようなレンズシステムの他の従来例の構
成図である。ズームデマンド11の内部には、抵抗Rと
摺動子Wとで構成されたポテンショメータ12が設けら
れ、抵抗Rの両端はズームレンズ13の内部の出力値が
+V、−Vの固定電圧源14、15が接続され、摺動子
Wの出力はA/D変換器16を介してマイクロコンピュ
ータ等の演算装置17、D/A変換器18、減算器19
の+端子、演算増幅器20を介して減算器21の+端子
に接続され、減算器21の出力は演算増幅器22、レン
ズ23を移動するモータ24に順次に接続されている。
また、レンズ23の位置を検出する位置検出器25の出
力は減算器19の−端子に帰還され、モータ24の角速
度を検出する速度検出器26の出力減算器21の−端子
に帰還している。
In recent years, in order to solve the above-mentioned drawbacks, a lens system has been devised which controls the lens so that the change in the angle of view and the operation amount of the zoom demand 1 are constant, and FIG. It is a block diagram of the other conventional example of a lens system. Inside the zoom demand 11, there is provided a potentiometer 12 composed of a resistor R and a slider W, and both ends of the resistor R have a fixed voltage source 14 whose output value inside the zoom lens 13 is + V, -V. 15 is connected, and the output of the slider W is transmitted via an A / D converter 16 to an arithmetic unit 17, such as a microcomputer, a D / A converter 18, a subtractor 19
Is connected to the + terminal of the subtractor 21 via the operational amplifier 20, and the output of the subtractor 21 is sequentially connected to the operational amplifier 22 and the motor 24 that moves the lens 23.
The output of the position detector 25 that detects the position of the lens 23 is fed back to the-terminal of the subtractor 19, and the output of the speed detector 26 that detects the angular velocity of the motor 24 is fed back to the-terminal of the subtractor 21. .

【0006】操作者が焦点距離を調節するためにズーム
デマンド11を操作すると、ポテンショメータ12にお
いて、その操作量及び方向に連動して抵抗Rが上下に沿
って移動して、摺動子Wとの接点が移動する。摺動子W
からの出力電力はこの接点の位置と一義的に対応してい
る。摺動子Wからの出力は、一定のサンプリング時間毎
にA/D変換器16によってデジタル信号に変換された
後に、サンプリング時間毎に演算装置17に入力されて
いる。演算装置17では、レンズ23の移動先の位置を
表すレンズ位置指令値が演算される。ここで得られたレ
ンズ位置指令値は、サンプリング時間毎にD/A変換器
18によってアナログ信号に再び変換され、減算器19
に入力される。
When the operator operates the zoom demand 11 in order to adjust the focal length, the resistance R moves up and down in the potentiometer 12 in conjunction with the operation amount and direction of the potentiometer 12 to move the slider W. The contact moves. Slider W
The output power from is uniquely associated with the position of this contact. The output from the slider W is converted into a digital signal by the A / D converter 16 at regular sampling times, and then input to the arithmetic unit 17 at regular sampling times. The computing device 17 computes a lens position command value that represents the position to which the lens 23 is moved. The lens position command value obtained here is converted again into an analog signal by the D / A converter 18 every sampling time, and the subtracter 19
Entered in.

【0007】この間に、位置検出器25はレンズ23の
位置を検出して、レンズ位置信号として減算器19に出
力しており、減算器19において、D/A変換機18か
らの出力信号とこのレンズ位置信号との差分が求めら
れ、差分信号として演算増幅器20に入力される。ま
た、速度検出器26はモータ24の角速度を検出して角
速度信号として減算器21に出力しており、演算増幅器
20においてこの入力信号は増幅されて減算器21に出
力される。減算器21において、演算増幅器21からの
出力信号とこの角速度信号と差分が算出され、差分信号
として演算増幅器22に出力される。演算増幅器22は
この差分信号を増幅しモータ24に出力する。モータ2
4はこの信号に基づいて、ズームデマンド11の操作に
対応する位置にレンズ23を移動する。
During this period, the position detector 25 detects the position of the lens 23 and outputs it as a lens position signal to the subtractor 19. In the subtractor 19, the output signal from the D / A converter 18 and this The difference from the lens position signal is obtained and is input to the operational amplifier 20 as a difference signal. The velocity detector 26 detects the angular velocity of the motor 24 and outputs it as an angular velocity signal to the subtractor 21, and the input signal is amplified by the operational amplifier 20 and output to the subtractor 21. The subtractor 21 calculates the difference between the output signal from the operational amplifier 21 and this angular velocity signal, and outputs the difference to the operational amplifier 22 as a difference signal. The operational amplifier 22 amplifies this difference signal and outputs it to the motor 24. Motor 2
4 moves the lens 23 to a position corresponding to the operation of the zoom demand 11 based on this signal.

【0008】この従来例において、レンズ制御は移動前
後のレンズ23の位置の変化に基づいてレンズ23を移
動するような所謂位置制御としているので、ズームデマ
ンド11の操作量を一定にしたまま、画界の変化が一定
になるようなレンズ24の制御することが可能である。
In this conventional example, the lens control is so-called position control in which the lens 23 is moved based on the change in the position of the lens 23 before and after the movement. It is possible to control the lens 24 such that the field changes are constant.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図7に
示すような従来例においてレンズ制御は所謂位置制御で
あるため、レンズ23を移動すべき位置とレンズ23の
移動する前の位置との差分が或る程度まで大きくならな
いと、レンズ23を移動できない。特に、スローズーム
と呼ばれる非常に遅いズーミングを行うと、レンズ23
が円滑に移動せず、このようなレンズ23の動きが映像
に反映してしまうという問題点が生ずる。
However, in the conventional example as shown in FIG. 7, since the lens control is so-called position control, the difference between the position where the lens 23 should be moved and the position before the movement of the lens 23 is different. The lens 23 cannot be moved unless it becomes large to some extent. Especially, when performing very slow zooming called slow zoom, the lens 23
Does not move smoothly, and such a movement of the lens 23 is reflected in the image.

【0010】本発明の目的は、上述の問題点を解消しズ
ームデマンドの操作量に対して画角の変化を一定にし、
かつスローズーム時でもレンズが円滑に移動可能なレン
ズシステムを提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to make the change of the angle of view constant with respect to the manipulated variable of the zoom demand.
Another object of the present invention is to provide a lens system that allows the lens to move smoothly even during slow zoom.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第1発明に係るレンズシステムは、テレビカメラ用の
ズームレンズと、該ズームレンズを操作するズーム操作
部材とを備えたレンズシステムにおいて、ズーム機能を
有するレンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、
前記レンズを駆動する駆動手段と、前記ズーム操作部材
から出力されたレンズ指令値信号と前記レンズ位置検出
手段から出力されたレンズ位置信号との差分信号を求め
る減算手段と、前記レンズ位置信号からオフセット値を
演算する演算手段と、該演算手段の出力信号を増幅する
増幅手段とを有し、前記レンズ指令値信号と前記レンズ
位置信号との差分信号に前記オフセット値を加えた信号
を使用して前記レンズを制御することを特徴とする。
A lens system according to a first invention for achieving the above object is a lens system comprising a zoom lens for a television camera and a zoom operating member for operating the zoom lens. Lens position detecting means for detecting the position of the lens having a zoom function,
Driving means for driving the lens, subtracting means for obtaining a difference signal between the lens command value signal output from the zoom operation member and the lens position signal output from the lens position detecting means, and an offset from the lens position signal A calculation means for calculating a value and an amplification means for amplifying an output signal of the calculation means are provided, and a signal obtained by adding the offset value to a difference signal between the lens command value signal and the lens position signal is used. It is characterized in that the lens is controlled.

【0012】また、第2発明に係るレンズシステムは、
テレビカメラ用のズームレンズと、該ズームレンズを操
作するズーム操作部材とを備えたレンズシステムにおい
て、前記ズーム操作部材の操作量に基づいてレンズ位置
指令値信号を演算する第1の演算手段と、ズーム機能を
有するレンズの位置を検出するレンズ位置検出手段と、
前記レンズの移動速度を検出するための速度検出手段
と、前記レンズを駆動する駆動手段と、前記レンズ位置
指令値信号と前記レンズ位置検出手段から出力されたレ
ンズ位置信号との差分信号を求める第1の減算手段と、
前記レンズ位置信号から前記オフセット値を演算するた
めの第2の演算手段と、前記第1の減算手段から得られ
た信号とオフセット値とを用いて演算を行う第3の演算
手段と、該第3の演算手段で得られた信号を増幅する第
1の増幅手段と、該第1の増幅手段からの出力信号と前
記レンズ速度検出手段からの出力信号との差分信号を求
める第2の減算手段と、該第2の減算手段により得られ
た信号を増幅するための第2の増幅手段とを有し、前記
レンズ位置指令値信号と前記レンズ位置信号との差分信
号にオフセット値を加えた信号を使用して、前記レンズ
を制御することを特徴とする。
The lens system according to the second invention is
In a lens system provided with a zoom lens for a television camera and a zoom operating member for operating the zoom lens, first computing means for computing a lens position command value signal based on an operation amount of the zoom operating member, Lens position detecting means for detecting the position of the lens having a zoom function,
Speed detecting means for detecting the moving speed of the lens, driving means for driving the lens, and a differential signal between the lens position command value signal and the lens position signal output from the lens position detecting means. 1 subtraction means,
Second computing means for computing the offset value from the lens position signal, third computing means for computing using the signal and offset value obtained from the first subtracting means, and And a second subtracting means for obtaining a difference signal between the output signal from the first amplifying means and the output signal from the lens speed detecting means. And a second amplifying means for amplifying the signal obtained by the second subtracting means, and a signal obtained by adding an offset value to a difference signal between the lens position command value signal and the lens position signal. Is used to control the lens.

【0013】[0013]

【作用】上述の構成を有する第1及び第2のレンズシス
テムは、演算手段において、ズーム操作部材の操作量か
らズームレンズの移動位置を表すレンズ位置指令値を演
算し、レンズ位置検出手段はレンズの位置を表すレンズ
位置信号を出力する。減算手段において、このレンズ位
置指令値とレンズ位置信号との差分信号を求め、この信
号とレンズ位置信号に基づいてオフセット値を演算し、
減算手段の出力信号にオフセット値を加味した信号を求
める。そして、第1発明においては、この信号を使用し
てレンズ制御を行い、第2発明においては、この信号と
レンズ速度検出手段からの出力信号とに基づいてレンズ
を制御する。
In the first and second lens systems having the above-described structure, the calculating means calculates the lens position command value indicating the moving position of the zoom lens from the operation amount of the zoom operating member, and the lens position detecting means calculates the lens position. A lens position signal indicating the position of is output. In the subtraction means, a difference signal between the lens position command value and the lens position signal is obtained, and an offset value is calculated based on this signal and the lens position signal,
A signal is obtained by adding an offset value to the output signal of the subtraction means. Then, in the first invention, lens control is performed using this signal, and in the second invention, the lens is controlled based on this signal and the output signal from the lens speed detecting means.

【0014】[0014]

【実施例】本発明を図1〜図5に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図1は第1の実施例の構成図であ
り、ズームデマンド31の内部には、抵抗Rと摺動子W
とで構成されたポテンショメータ32が設けられ、この
抵抗Rの両端はズームレンズ33の内部の電圧値+V、
−Vの固定電圧源34、35に信号線を介して接続さ
れ、摺動子Wの出力はズームレンズ33の内部のA/D
変換器36、マイクロコンピュータ等の演算装置37、
D/A変換器38、減算器39の+端子、演算増幅器4
0、ズーミング機能を有するレンズ41を駆動するモー
タ42に順次に接続されている。更に、レンズ41の位
置を検出する位置検出器43の出力はA/D変換器36
を介して演算装置37に順次に接続され、モータ42の
角速度を検出する速度検出器44の出力は減算器39の
−端子に帰還されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a block diagram of the first embodiment. Inside the zoom demand 31, a resistor R and a slider W are provided.
A potentiometer 32 constituted by is provided, and both ends of the resistor R have a voltage value + V inside the zoom lens 33,
-V fixed voltage sources 34 and 35 are connected via a signal line, and the output of the slider W is the A / D inside the zoom lens 33.
A converter 36, a computing device 37 such as a microcomputer,
D / A converter 38, + terminal of subtractor 39, operational amplifier 4
0, the motor 42 for driving the lens 41 having the zooming function is sequentially connected. Further, the output of the position detector 43 for detecting the position of the lens 41 is the A / D converter 36.
The output of a speed detector 44 for sequentially detecting the angular speed of the motor 42 is fed back to the minus terminal of the subtractor 39.

【0015】操作者が焦点距離を調節するためにズーム
ズームデマンド31を操作すると、ポテンショメータ3
2においてその操作量及び方向に連動して抵抗Rに沿っ
て摺動子Wが移動して、抵抗Rとの接点が移動する。こ
の接点の位置と摺動子Wからの出力電力は一義的に対応
し、摺動子Wからの出力はA/D変換器43においてデ
ジタル信号に変換されてデマンド信号Snとして一定のサ
ンプリング時間毎に演算装置37に入力される。また、
位置検出器43はレンズ41の位置を検出し、この検出
信号はA/D変換器43において或る数値を表すデジタ
ル信号に変換され、レンズ位置信号Pnとして所定のサン
プリング時間毎に演算装置37に入力されている。演算
装置37はこれらデマンド信号Sn及びレンズ位置信号Pn
とを演算処理してモータ42の制御信号を作成してい
る。
When the operator operates the zoom zoom demand 31 in order to adjust the focal length, the potentiometer 3
In 2, the slider W moves along the resistance R in conjunction with the operation amount and direction, and the contact point with the resistance R moves. The position of this contact point and the output power from the slider W uniquely correspond to each other, and the output from the slider W is converted into a digital signal by the A / D converter 43 to obtain a demand signal S n for a certain sampling time. It is input to the arithmetic unit 37 every time. Also,
The position detector 43 detects the position of the lens 41, and this detection signal is converted into a digital signal representing a certain numerical value by the A / D converter 43, and the arithmetic device 37 is provided as the lens position signal P n at every predetermined sampling time. Has been entered in. The arithmetic unit 37 uses the demand signal S n and the lens position signal P n.
And are processed to generate a control signal for the motor 42.

【0016】図2は演算装置37の演算処理の過程を表
すフローチャート図であり、ステップS1では、A/D変
換器32からデマンド信号Snを所定のサンプリング時間
毎に取り込み、ステップS2でこのデマンド信号Snを正規
化して正規化信号S* n を作成する。次式で表すように、
正規信号S* n はデマンド信号Snを全デマンド信号Snの最
大値Smaxで除することにより得られる。 S* n =S* n /Smax …(1)
FIG. 2 is a flow chart showing the process of the arithmetic processing of the arithmetic unit 37. In step S1, the demand signal S n is taken in from the A / D converter 32 at every predetermined sampling time, and in step S2 this demand is taken. The signal S n is normalized to create a normalized signal S * n . As expressed by the following equation,
Normal signal S * n is obtained by dividing the demand signal S n at the maximum value Smax of the total demand signal S n. S * n = S * n / Smax (1)

【0017】ステップS3では、正規化信号S* n に基づい
て所望の焦点距離を表す焦点距離指令値を演算する。な
お、ズームデマンド31の操作量と、画角の変化とを一
定にするためには、現在のサンプリング時点での焦点距
離指令値Fn、1サンプリング前の焦点距離指令値Fn-1
の比、つまりFn/Fn-1=cが一定となるようにする必要
がある。これは次式を用いることにより可能である。 Fn=Fn-1・(Ft/Fw)a [ただし、a=S* n ・c] …(2)
In step S3, a focal length command value representing a desired focal length is calculated based on the normalized signal S * n . Incidentally, the operation amount of the zoom demand 31, in order to make constant the variation of the angle of view, the focal distance command value F n, 1 before sampling the focal length instruction value F n-1 at the current sampling time It is necessary to keep the ratio, that is, Fn / Fn-1 = c constant. This is possible by using the following equation. F n = F n-1 · (Ft / Fw) a [ However, a = S * n · c ] ... (2)

【0018】ここで、Fwは広角端の焦点距離であり、Ft
は望遠端の焦点距離であり、定数cは広角端から望遠端
まで最高速度でレンズ41を移動するために要する時間
Tをサンプリング時間δt で除したものの逆数、つまり
c=δt /Tである。
Here, Fw is the focal length at the wide-angle end, and Ft
Is the focal length at the telephoto end, and the constant c is the reciprocal of the time T required to move the lens 41 at the maximum speed from the wide-angle end to the telephoto end divided by the sampling time δt, that is, c = δt / T.

【0019】ステップS4では、予め設定された変換テー
ブル、或いは演算式を用いて焦点距離指令値Fnによりレ
ンズ位置指令値Cnを演算し、サンプリング前のレンズ位
置指令値Cnと共に記憶する。
In step S4, the lens position command value C n is calculated from the focal length command value F n using a preset conversion table or calculation formula, and is stored together with the lens position command value C n before sampling.

【0020】ステップS5で、演算装置37は位置検出器
43で得られたレンズ位置信号Pnを取り込み、ステップ
S6で次式で示すようにレンズ位置指令値Cnからレンズ位
置信号Pnを減じて差分信号P* n を生成する。 P* n =Cn−Pn …(3)
In step S5, the arithmetic unit 37 fetches the lens position signal P n obtained by the position detector 43,
S6 subtracts the lens position signal P n from the lens position command value C n as shown in the following equation to generate a difference signal P * n in. P * n = C n − P n … (3)

【0021】ステップS7で、レンズ位置信号Pnを変数と
した所定の関数f(Pn)によりオフセット値Poffを算出す
る。例えば、図3に示すような関数を用いることがで
き、縦軸はオフセット値Poffを表し、横軸はレンズ位置
信号の値Pnを表している。この関数Poff=f(Pn)は次式
のように数式化される。 Poff= Ow [Pw ≦Pn≦Pa] …(4) Poff=(Ob−Ow)/(Pb −Pa) ・(Pn −Pa) +Ow [Pw ≦Pn≦Pa] …(5) Poff=(Ot−Ob)/(Pt −Pb) ・(Pn −Pb)+Ob [Pb ≦Pn≦Pt] …(6)
In step S7, the offset value Poff is calculated by a predetermined function f (P n ) using the lens position signal P n as a variable. For example, a function as shown in FIG. 3 can be used, the vertical axis represents the offset value Poff, and the horizontal axis represents the lens position signal value P n . This function Poff = f (P n ) is mathematically expressed as the following equation. Poff = Ow [Pw ≤ P n ≤ Pa] (4) Poff = (Ob-Ow) / (Pb -Pa) ・ (P n -Pa) + Ow [Pw ≤ P n ≤ Pa] (5) Poff = (Ot-Ob) / (Pt -Pb) · (P n -Pb) + Ob [Pb ≦ P n ≦ Pt] ... (6)

【0022】なお、定数Pwはレンズ41が広角端に在る
ときのレンズ位置信号Pnであり、定数Ptはレンズ41が
望遠端にあるときのレンズ位置信号Pnである。
The constant Pw is the lens position signal P n when the lens 41 is at the wide-angle end, and the constant Pt is the lens position signal P n when the lens 41 is at the telephoto end.

【0023】ステップS8では、差分信号P* n の符号を考
慮して、ステップS6で演算された差分信号P* n にステッ
プS7で得られたオフセット値Poffを加算又は減算して信
号P**nを算出する。現サンプリング時点でのレンズ位置
指令値Cnと、1サンプリング前のレンズ位置指令値をC
n-1との関係から、信号P** nは次式から求めることがで
きる。 P** n=P* n +Poff [Cn−Cn-1<0] …(7) P** n=P* n −Poff [Cn−Cn-1>0] …(8) P** n=P* n +0(Poff=0) [Cn−Cn-1=0] …(9)
[0023] In step S8, taking into account the sign of the difference signal P * n, adds the offset value Poff obtained in step S7 the difference signal P * n calculated in step S6 or subtracted to the signal P ** Calculate n. The lens position command value C n at the current sampling point and the lens position command value one sampling before are C
From the relationship with n-1 , the signal P ** n can be obtained from the following equation. P ** n = P * n + Poff [C n -C n-1 <0] ... (7) P ** n = P * n -Poff [C n -C n-1> 0] ... (8) P ** n = P * n +0 ( Poff = 0) [C n -C n-1 = 0] ... (9)

【0024】ステップS9では次式で示すように、信号P
** nに、或る一定の利得Gを乗じてレンズ速度指令値Vn
を算出する。 Vn=G・ P** n …(10)
In step S9, the signal P
** The lens speed command value V n is obtained by multiplying n by a certain gain G.
To calculate. V n = G · P ** n (10)

【0025】ステップS10 で、このレンズ速度指令値Vn
はD/A変換器44に出力されてアナログ信号に変換さ
れる。更に、このアナログ信号は減算器39に出力さ
れ、速度検出器44で得られた角速度信号との差分が算
出される。この差分信号は演算増幅器43によって増幅
された後に、モータ42に入力されてモータ42を駆動
し、ズームズームデマンド31の操作に対応する位置に
レンズ41を移動する。
In step S10, this lens speed command value V n
Is output to the D / A converter 44 and converted into an analog signal. Further, this analog signal is output to the subtractor 39, and the difference from the angular velocity signal obtained by the velocity detector 44 is calculated. This differential signal is amplified by the operational amplifier 43 and then input to the motor 42 to drive the motor 42 and move the lens 41 to a position corresponding to the operation of the zoom / zoom demand 31.

【0026】本実施例では、図2に示すように演算装置
37で演算を行うことにより、ズームズームデマンド3
1の操作量を一定に保持しながら、画角を一定の割合で
変化することができ、またスローズームを行った場合に
も、レンズ41を円滑に移動することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG.
The angle of view can be changed at a constant rate while the operation amount of 1 is held constant, and the lens 41 can be moved smoothly even when a slow zoom is performed.

【0027】図4は第2の実施例の構成図であり、ズー
ムデマンド51内には、抵抗Rと摺動子Wを備えたポテ
ンショメータ52が設けられ、抵抗Rの両端には、ズー
ムレンズ53の内部の出力電圧値+V、−Vの固定電圧
源54、55が信号線を介して接続され、摺動子Wの出
力は、ズームレンズ54の内部のA/D変換器56、マ
イクロコンピュータ等の演算装置57、D/A変換器5
8、演算増幅器59、ズーム機能を有するレンズ60を
移動するモータ61に順次に接続されている。更に、レ
ンズ60の位置を検出するインクリメンタルエンコーダ
等の位置検出器62の出力が、カウンタ63を介して演
算装置57に順次に接続されている。
FIG. 4 is a block diagram of the second embodiment. A potentiometer 52 having a resistor R and a slider W is provided in a zoom demand 51, and a zoom lens 53 is provided at both ends of the resistor R. The fixed voltage sources 54 and 55 having the output voltage values + V and -V inside is connected via a signal line, and the output of the slider W is an A / D converter 56 inside the zoom lens 54, a microcomputer, etc. Arithmetic unit 57, D / A converter 5
8, an operational amplifier 59, and a motor 61 for moving a lens 60 having a zoom function are sequentially connected. Further, the output of a position detector 62 such as an incremental encoder that detects the position of the lens 60 is sequentially connected to a computing device 57 via a counter 63.

【0028】操作者がズームデマンド51を操作する
と、その操作量に連動してポテンショメータ52におい
て摺動子Wが抵抗Rに沿って移動し、抵抗Rとの接点が
移動する。摺動子Wの出力電圧値はこの接点の位置に一
義的に対応し、摺動子Wの出力はA/D変換器56でデ
ジタル信号に変換され、デマンド信号Snとして演算装置
56に所定のサンプリング時間毎に入力される。
When the operator operates the zoom demand 51, the slider W moves along the resistance R in the potentiometer 52 in conjunction with the operation amount, and the contact point with the resistance R moves. The output voltage value of the slider W uniquely corresponds to the position of this contact, the output of the slider W is converted into a digital signal by the A / D converter 56, and is determined by the arithmetic unit 56 as a demand signal S n. Input every sampling time of.

【0029】この間に位置検出器62はレンズ60の位
置を検出し、デジタル量としてカウンタ63に出力して
いる。カウンタ63はこのデジタル量を随時に積算し
て、レンズ位置信号Pnとして記憶すると共に、所定のサ
ンプリング毎に演算装置57に出力している。
During this time, the position detector 62 detects the position of the lens 60 and outputs it to the counter 63 as a digital amount. The counter 63 accumulates this digital amount at any time, stores it as a lens position signal P n , and outputs it to the arithmetic unit 57 at every predetermined sampling.

【0030】演算装置57において、これらのデマント
信号Snとレンズ位置信号Pnとを演算処理し、モータ61
の制御信号を作成している。この演算処理の過程は図2
に示すフロチャート図と略同様であり、(10)式に示すレ
ンズ速度指令値Vnを求め、更に、現サンプリング時点で
のレンズ60の速度を表すレンズ速度Unを求めている。
このレンズ速度Unはカウンタ63に記憶されているレン
ズ位置信号Pnと1サンプリング前に入力されたレンズ位
置信号Pn-1、サンプリング時間δt を用いて次式のよう
に表示される。 Un=(Pn−Pn-1)/δt …(11)
In the arithmetic unit 57, these demant signal S n and lens position signal P n are arithmetically processed, and the motor 61
Are creating control signals for. This calculation process is shown in FIG.
The lens velocity command value V n shown in the equation (10) is obtained, and the lens velocity U n representing the velocity of the lens 60 at the current sampling time is obtained, which is substantially the same as the flowchart shown in FIG.
The lens speed U n is displayed as the following equation using the lens position signal P n stored in the counter 63, the lens position signal P n-1 input one sampling before, and the sampling time δt. U n = (P n −P n-1 ) / δt… (11)

【0031】そして、演算装置57はレンズ速度指令値
Vnとレンズ速度Unとを減算する。この結果は差分信号と
してD/A変換器58に出力されてアナログ信号に変換
され、演算増幅器59によって増幅されて、モータ61
に供給される。これにより、モータ61が駆動されてレ
ンズ60を算出された速度により、ズームデマンド31
の操作に対応した位置に移動する。
Then, the arithmetic unit 57 determines the lens speed command value.
Subtract V n and lens velocity U n . This result is output to the D / A converter 58 as a differential signal, converted into an analog signal, amplified by the operational amplifier 59, and then transferred to the motor 61.
Is supplied to. As a result, the motor 61 is driven, and the zoom demand 31 is adjusted by the calculated speed of the lens 60.
Move to the position corresponding to the operation of.

【0032】第1の実施例では、モータ42の角速度を
検出することによりレンズ41の移動速度をアナログ量
で検出しているが、この第2の実施例では位置検出器6
2においてレンズ60の移動前の位置をデジタル量とし
て検出し、レンズ60の移動速度を算出することによ
り、第1の実施例と同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the moving speed of the lens 41 is detected by an analog amount by detecting the angular speed of the motor 42, but in the second embodiment, the position detector 6 is used.
In 2, the position before the movement of the lens 60 is detected as a digital amount, and the moving speed of the lens 60 is calculated, whereby the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0033】なお、信号P** nを求める際に、式(7) 〜式
(9) を用いる代りに、以下に表す式を使用することもで
きる。 P** n=P* n +0(Poff=0) [Cn −Cn-1>0、P* n ≦0] …(12) P** n=P* n +Poff [Cn −Cn-1>0、P* n >0] …(13) P** n=P* n +0(Poff=0) [Cn −Cn-1=0] …(14)
When obtaining the signal P ** n , the equations (7) to
Instead of using (9), the following expression can be used. P ** n = P * n +0 (Poff = 0) [C n -C n-1> 0, P * n ≦ 0] ... (12) P ** n = P * n + Poff [C n -C n -1> 0, P * n> 0] ... (13) P ** n = P * n +0 (Poff = 0) [C n -C n-1 = 0] ... (14)

【0034】図5は第3の実施例の構成図であり、ズー
ムデマンド71の内部には、エンコーダ72が設けら
れ、エンコーダ72の出力はカウンタ73、演算装置7
4に順次に接続され、更に、演算装置74の出力は信号
線を介してズームレンズ57の内部の演算装置76、A
/D変換器77、演算増幅器78、ズーム機能を有する
レンズ79を駆動するモータ80に順次に接続されてい
る。更に、レンズ79の位置を検出するインクリメンタ
ルエンコーダ等の位置検出器81の出力はカウンタ82
を介して演算装置76に接続されている。
FIG. 5 is a block diagram of the third embodiment. An encoder 72 is provided inside the zoom demand 71, and the output of the encoder 72 is a counter 73 and an arithmetic unit 7.
4 are sequentially connected to each other, and the output of the arithmetic unit 74 is further connected to the arithmetic units 76,
The D / D converter 77, the operational amplifier 78, and the motor 80 that drives the lens 79 having a zoom function are sequentially connected. Further, the output of a position detector 81 such as an incremental encoder for detecting the position of the lens 79 is output by a counter 82.
It is connected to the arithmetic unit 76 via.

【0035】操作者がズームデマンド71を操作する
と、その操作に応じてエンコーダ72からパルス列が出
力される。このパルス列はカウンタ73において加算又
は減算され、演算装置74において、デジタル量を表す
デマンド信号Snとして一定のサンプリング時間毎にズー
ムレンズ75の内部の演算装置76に入力される。ま
た、位置検出器81はレンズ79の位置を検出し、この
検出結果をデジタル量としてカウンタ82に出力してい
る。カウンタ82はこのデジタル量を随時に積算し、現
サンプリング時点でのレンズ79の位置を表示するレン
ズ位置信号Pnとして記憶する。
When the operator operates the zoom demand 71, a pulse train is output from the encoder 72 according to the operation. This pulse train is added or subtracted in the counter 73, and is input to the arithmetic unit 76 inside the zoom lens 75 as the demand signal S n representing the digital amount at constant sampling times in the arithmetic unit 74. Further, the position detector 81 detects the position of the lens 79 and outputs the detection result as a digital amount to the counter 82. The counter 82 accumulates this digital amount at any time and stores it as a lens position signal P n indicating the position of the lens 79 at the current sampling time.

【0036】この第3の実施例では第2の実施例と同様
に、移動する前のレンズ79の位置であるレンズ位置信
号Pnをデジタル量として検出すると共に、デマンド71
の操作量、即ちレンズ79の移動量を表すデマンド信号
Snをもデジタル量として検出している。
In the third embodiment, similarly to the second embodiment, the lens position signal P n , which is the position of the lens 79 before the movement, is detected as a digital amount, and the demand 71
Demand signal indicating the operation amount of the lens, that is, the movement amount of the lens 79
S n is also detected as a digital quantity.

【0037】演算装置76はこのレンズ位置信号Pnとデ
マンド信号Snとを演算処理して、モータ80の制御信号
を作成しレンズ79を移動している。演算装置76での
演算処理の過程は第2の実施例と同様であり、最終的に
は(10)式に示すレンズ速度指令値Vnと共に、(12)式で示
すレンズ速度Unとを求めている。なお、(2) 式で表示さ
れる焦点距離指令値Fnを算出する際には、指数aはa=
S* n とする。
The arithmetic unit 76 arithmetically processes the lens position signal P n and the demand signal S n to generate a control signal for the motor 80 to move the lens 79. The process of the arithmetic processing in the arithmetic unit 76 is the same as that of the second embodiment, and finally, the lens speed command value V n shown in the equation (10) is obtained together with the lens speed U n shown in the equation (12). Looking for. When calculating the focal length command value F n displayed by the equation (2), the index a is a =
Let S * n .

【0038】そして、これらレンズ速度指令値Vnとレン
ズ速度Unとの差分を求め、A/D変換器77に出力して
アナログ信号に変換し、演算増幅器78によって増幅さ
れて、モータ80に出力される。モータ80はこの入力
信号に基づいて、レンズ79を移動し画角を変化する。
Then, the difference between the lens speed command value V n and the lens speed U n is obtained, and output to the A / D converter 77 to be converted into an analog signal, which is amplified by the operational amplifier 78 and supplied to the motor 80. Is output. The motor 80 moves the lens 79 to change the angle of view based on this input signal.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように第1、第2の発明に
係るレンズシステムは、ズーム操作部材の操作量と画界
の変化が一定になるようにしたため、操作性を向上する
ことができる。また、レンズの移動前の位置に応じたオ
フセット値を加味した信号により駆動手段を制御してレ
ンズを移動しているため、レンズの移動前後の差分が余
り大きくならないような、スローズーム時でもレンズを
円滑に移動することができる。
As described above, in the lens system according to the first and second aspects of the present invention, since the operation amount of the zoom operation member and the change of the image field are constant, the operability can be improved. . Further, since the lens is moved by controlling the driving means by a signal in which an offset value corresponding to the position before the movement of the lens is added, the lens before and after the movement of the lens does not become too large. Can be moved smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.

【図2】演算装置での演算処理の過程を示すフローチャ
ート図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a process of calculation processing in a calculation device.

【図3】レンズ位置を変数とするオフセット値の関数の
グラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing a function of an offset value having a lens position as a variable.

【図4】第2の実施例の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図5】第3の実施例の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a third embodiment.

【図6】従来例の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional example.

【図7】他の従来例の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31、51、71 ズームデマンド 32、52 ポテンショメータ 37、57、74、76 演算装置 39 減算器 41、60、79 レンズ 42、61、80 モータ 44 速度検出器 43、62、81位置検出器 63、73、82 カウンタ 72 エンコーダ 31, 51, 71 Zoom demand 32, 52 potentiometer 37, 57, 74, 76 arithmetic unit 39 Subtractor 41, 60, 79 lenses 42, 61, 80 motor 44 speed detector 43, 62, 81 position detector 63, 73, 82 counters 72 encoder

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 テレビカメラ用のズームレンズと、該ズ
ームレンズを操作するズーム操作部材とを備えたレンズ
システムにおいて、ズーム機能を有するレンズの位置を
検出するレンズ位置検出手段と、前記レンズを駆動する
駆動手段と、前記ズーム操作部材から出力されたレンズ
指令値信号と前記レンズ位置検出手段から出力されたレ
ンズ位置信号との差分信号を求める減算手段と、前記レ
ンズ位置信号からオフセット値を演算する演算手段と、
該演算手段の出力信号を増幅する増幅手段とを有し、前
記レンズ指令値信号と前記レンズ位置信号との差分信号
に前記オフセット値を加えた信号を使用して前記レンズ
を制御することを特徴とするレンズシステム。
1. A lens system comprising a zoom lens for a television camera and a zoom operating member for operating the zoom lens, and a lens position detecting means for detecting a position of a lens having a zoom function, and driving the lens. Driving means, subtracting means for obtaining a difference signal between the lens command value signal output from the zoom operation member and the lens position signal output from the lens position detecting means, and an offset value is calculated from the lens position signal. Computing means,
Amplifying means for amplifying an output signal of the calculating means, and controlling the lens by using a signal obtained by adding the offset value to a difference signal between the lens command value signal and the lens position signal. And lens system.
【請求項2】 テレビカメラ用のズームレンズと、該ズ
ームレンズを操作するズーム操作部材とを備えたレンズ
システムにおいて、前記ズーム操作部材の操作量に基づ
いてレンズ位置指令値信号を演算する第1の演算手段
と、ズーム機能を有するレンズの位置を検出するレンズ
位置検出手段と、前記レンズの移動速度を検出するため
の速度検出手段と、前記レンズを駆動する駆動手段と、
前記レンズ位置指令値信号と前記レンズ位置検出手段か
ら出力されたレンズ位置信号との差分信号を求める第1
の減算手段と、前記レンズ位置信号から前記オフセット
値を演算するための第2の演算手段と、前記第1の減算
手段から得られた信号とオフセット値とを用いて演算を
行う第3の演算手段と、該第3の演算手段で得られた信
号を増幅する第1の増幅手段と、該第1の増幅手段から
の出力信号と前記レンズ速度検出手段からの出力信号と
の差分信号を求める第2の減算手段と、該第2の減算手
段により得られた信号を増幅するための第2の増幅手段
とを有し、前記レンズ位置指令値信号と前記レンズ位置
信号との差分信号にオフセット値を加えた信号を使用し
て、前記レンズを制御することを特徴とするレンズシス
テム。
2. A lens system comprising a zoom lens for a television camera and a zoom operation member for operating the zoom lens, wherein a lens position command value signal is calculated based on an operation amount of the zoom operation member. An arithmetic means, a lens position detecting means for detecting a position of a lens having a zoom function, a speed detecting means for detecting a moving speed of the lens, and a driving means for driving the lens,
A first signal for obtaining a difference signal between the lens position command value signal and the lens position signal output from the lens position detection means.
Subtracting means, a second calculating means for calculating the offset value from the lens position signal, and a third calculating operation using the signal and the offset value obtained from the first subtracting means. Means, a first amplifying means for amplifying the signal obtained by the third computing means, an output signal from the first amplifying means, and an output signal from the lens speed detecting means.
And a second amplification means for amplifying the signal obtained by the second subtraction means, and the lens position command value signal and the lens position
Using signals obtained by adding the offset value to the difference signal between the signals, a lens system and controls the lens.
【請求項3】 前記オフセット値は前記レンズの位置を
変数とした関数により与えられることとした請求項1又
は2に記載のレンズシステム。
3. The lens system according to claim 1, wherein the offset value is given by a function having a position of the lens as a variable.
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