JP4672995B2

JP4672995B2 - レンズ装置

Info

Publication number: JP4672995B2
Application number: JP2004110180A
Authority: JP
Inventors: 啓輔平井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2024-04-02
Also published as: JP2005292650A

Description

本発明は、レンズ装置に関する。

近年、報道、中継、ドラマ、バラエティー、ドキュメンタリーなどの用途で用いられているＥＮＧカメラ等の放送用テレビカメラ用テレビレンズの構成について、図１１〜１３を用いて説明する。

ＥＮＧカメラ用ズームレンズの上面外観図を図１１に、側面外観図を図１２に示す。
図１１、図１２に示すように、１００は図示されていないが内部に、固定フォーカスレンズ、移動フォーカスレンズ、ズームレンズ、アイリス機構、およびリレーレンズ、エクステンダーが配置されているレンズ鏡筒、１０１は回動させることにより移動フォーカスレンズが光軸に沿って前後移動してフォーカス調整を行うフォーカスリング、１０２は回動させることによりズームレンズが光軸に沿って前後移動してズーム調整を行うズームリング、１０３は回動させることによりアイリスの絞り径が調整されるアイリスリング、１０４はＥＮＧズームレンズの鏡筒に取り付けられ、ズーム、フォーカス、アイリスを電動で駆動するためのモータや、位置検出器、制御回路、ズーム、フォーカス、アイリスを電動で駆動するのか、手動で駆動するのかを切り換えるクラッチ、スイッチなどが収められたドライブユニット、１０５はズームを電動で駆動する際に、そのコントロールを行うズームスイッチ、１０６はアイリスを電動で駆動するのか、手動で駆動するのかを切り換えるアイリス電動／手動切り換えスイッチ、１０７はＥＮＧレンズとＥＮＧカメラとの間の電気インターフェイスとなり、アイリスを電動で駆動する際の指令信号がＥＮＧカメラ側から供給され、ズームレンズ、フォーカスレンズ、アイリス機構の位置信号をＥＮＧカメラ側に供給するカメラケーブル、１０８はズームを電動で駆動する際にズームスイッチ１０５の操作量に対するズームレンズの駆動速度を可変するズームスイッチ速度可変ボリューム、１０９はズームを電動で駆動するのか、手動で駆動するのかを切り換えるズームクラッチ、１１０はフォーカスをデマンドで駆動するのか、手動で駆動するのかを切り換えるフォーカスクラッチである。

更に、ＥＮＧカメラおよびＥＮＧカメラ用ズームレンズの構成を図１３に示す。

同図において、２００はレンズ鏡筒１００、レンズケーブル１０７などで構成されるテレビレンズ、２０１はレンズケーブル１０７を接続し、ＣＣＤ４０、映像信号処理部４１、映像信号記録・再生部４２、映像信号表示部４３などで構成されるテレビカメラ部、１は後述するズームレンズ光学系９を電動駆動するために、ズームスイッチ１０５の操作量に比例したズーム駆動方向およびズーム駆動速度を指示するズーム速度指令信号を検出するズーム速度指令信号発生手段である。ズーム速度指令信号発生手段１はポテンショメータ、ボリュームなどのアナログ検出器、ロータリーエンコーダなどのディジタル検出器などで構成される。２はズーム速度指令信号を後述するＡ／Ｄ変換手段３に取り込むために信号レベル変換／信号シフト変換を行うズーム速度指令信号演算手段、３はズーム速度指令信号演算手段２から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、４はテレビレンズ２００の各機能の動作を司るＣＰＵ、５はＣＰＵ４から後述するズームレンズ光学系９を電動駆動するため出力されるズーム制御信号をディジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段、６はＤ／Ａ変換手段５から出力されるズーム制御信号の信号レベル変換／信号シフト変換を行うズーム制御信号演算手段、７は後述するズームモータ８を駆動するズーム電力増幅手段、８は後述するズームレンズ光学系９を駆動するズームモータ、９は光学装置の変倍調整を行うズームレンズ光学系、１０はズームレンズ光学系９の絶対位置に応じたズーム絶対位置信号を出力するズーム絶対位置信号検出手段、１１はズーム絶対位置信号を後述するＡ／Ｄ変換手段１２に取り込むために信号レベル変換／信号シフト変換を行うズーム絶対位置信号演算手段、１２はズーム絶対位置信号演算手段１１から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、１３はズームスイッチ速度可変ボリューム位置信号を後述するＡ／Ｄ変換手段１４に取り込むために信号レベル変換／信号シフト変換を行うズームスイッチ速度可変ボリューム位置信号演算手段、１４はズームスイッチ速度可変ボリューム位置信号演算手段１３から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、１５はテレビレンズ２００に接続し、後述するズームデマンド操作部１６によってズームレンズ光学系９を制御するズームデマンド部である。１６は角度を操作することによってズームレンズ光学系９を制御するズームデマンド操作部である。１７はズームデマンド操作部１６の操作回転角に比例したズーム駆動位置信号を検出するズームデマンドカウンタである。ズームデマンドカウンタ１７は、ポテンショメータ、ボリュームなどのアナログ検出器、ロータリーエンコーダなどのディジタル検出器などで構成される。

１８はＣＰＵ４から後述するフォーカスレンズ光学系２２を電動駆動するため出力されるフォーカス制御信号をディジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段、１９はＤ／Ａ変換手段１８から出力されるフォーカス制御信号の信号レベル変換／信号シフト変換を行うフォーカス制御信号演算手段、２０は後述するフォーカスモータ２１を駆動するフォーカス電力増幅手段、２１は後述するフォーカスレンズ光学系２２を駆動するフォーカスモータ、２２は光学装置の焦点調整を行うフォーカスレンズ光学系、２３はフォーカスレンズ光学系２２の絶対位置に応じたフォーカス絶対位置信号を出力するフォーカス絶対位置信号検出手段、２４はフォーカス絶対位置信号を後述するＡ／Ｄ変換手段２５に取り込むために信号レベル変換／信号シフト変換を行うフォーカス絶対位置信号演算手段、２５はフォーカス絶対位置信号演算手段２４から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、２６はテレビレンズ２００に接続し、後述するフォーカス操作部２７によってフォーカスレンズ光学系２２を制御するフォーカスデマンド部である。２７は角度を操作することによってフォーカスレンズ光学系２２を制御するフォーカスデマンド操作部である。２８はフォーカスデマンド操作部２７の操作回転角に比例したフォーカス駆動位置信号を検出するフォーカスデマンドカウンタである。フォーカスデマンドカウンタ２８は、ポテンショメータ、ボリュームなどのアナログ検出器、ロータリーエンコーダなどのディジタル検出器などで構成される。

２９はＣＰＵ４から後述するアイリス機構３３を電動駆動するため出力されるアイリス制御信号をディジタル信号からアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換手段、３０はＤ／Ａ変換手段２９から出力されるアイリス制御信号の信号レベル変換／信号シフト変換を行うアイリス制御信号演算手段、３１は後述するアイリスモータ３２を駆動するアイリス電力増幅手段、３２は後述するアイリス機構３３を駆動するアイリスモータ、３３は光学装置の光量調整を行うアイリス機構、３４はアイリス機構３８の絶対位置に応じたアイリス絶対位置信号を出力するアイリス絶対位置信号検出手段、３５はアイリス絶対位置信号を後述するＡ／Ｄ変換手段３６に取り込むために信号レベル変換／信号シフト変換を行うアイリス絶対位置信号演算手段、３６はアイリス相対位置信号演算手段３５から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段、３７はテレビレンズ２００の様々な動作状態を表示するレンズ情報表示部、３８はテレビレンズ２００の様々な情報を記憶する揮発性記憶部、３９はテレビカメラ２０１の各機能の動作を司るＣＰＵ、４０はテレビレンズ２００を介して入力する光信号を電気信号に変換して映像信号として出力するＣＣＤ（撮像素子）、４１はＣＣＤ４０から出力される映像信号を処理する映像信号処理部、４２は映像信号処理部４１で処理された映像信号を記録・再生する映像信号記録・再生部、４３はテレビカメラ２０１の様々な動作状態や撮影された映像を表示する映像信号表示部、４４は後述する電源供給部４６から供給される電源を元に、基準電圧を生成する基準電圧生成部、４５はテレビカメラ２０１の電源の入力、切断を行う電源切り換え部、４６はテレビレンズ２００、テレビカメラ２０１の電源の供給する電源供給部で構成される。

上記構成において、ＥＮＧズームレンズおよびＥＮＧカメラによってズームレンズ光学系９を操作する場合のズームスイッチ１０５、ズームクラッチ１０９、ズームデマンド操作部１６の操作について説明する。ズームクラッチ１０９がＯＦＦされていて、かつズームスイッチ１０５を操作した場合、ズーム速度指令信号発生手段１、ズーム速度指令信号演算手段２、Ａ／Ｄ変換手段３、およびＣＰＵ４によってその操作量を算出し、ズームデマンド部１５を操作した場合、ズームデマンドカウンタ１７およびＣＰＵ４によってその操作量を算出する。また、同時にズームレンズ光学系９の絶対位置をズーム絶対位置検出手段１０、ズーム絶対位置信号演算手段１１、Ａ／Ｄ変換手段１２によって算出し、これら操作量と絶対位置をもとにＣＰＵ４によって、ズームレンズ光学系９の目標位置を算出する。そして、この目標位置をもとに、Ｄ／Ａ変換手段５、ズーム制御信号演算手段６、ズーム電力演算手段７、およびズームモータ８によってズームレンズ光学系９を駆動する。

次に、上記構成において、ＥＮＧズームレンズおよびＥＮＧカメラによってフォーカスレンズ光学系２２を操作する場合のフォーカスクラッチ１１０、フォーカスデマンド操作部２７の操作について説明する。フォーカスクラッチ１１０がＯＦＦされていて、かつフォーカスデマンド部２６を操作した場合、フォーカスデマンドカウンタ２８およびＣＰＵ４によってその操作量を算出する。また、同時にフォーカスレンズ光学系２２の絶対位置をフォーカス絶対位置検出手段２３、フォーカス絶対位置信号演算手段２４、Ａ／Ｄ変換手段２５によって算出し、これら操作量と絶対位置をもとにＣＰＵ４によって、フォーカスレンズ光学系２２の目標位置を算出する。そして、この目標位置をもとに、Ｄ／Ａ変換手段１８、フォーカス制御信号演算手段１９、フォーカス電力演算手段２０、およびフォーカスモータ２１によってフォーカスレンズ光学系２２を駆動する。

次に、上記構成において、ＥＮＧズームレンズおよびＥＮＧカメラによってアイリス機構３３を操作する場合のアイリス電動／手動切り換えスイッチ１０６の操作について説明する。アイリス電動／手動切り換えスイッチ１０６が電動に設定されている場合、アイリス機構３３の絶対位置をアイリス絶対位置信号検出手段３４、アイリス絶対位置信号演算手段３５、Ａ／Ｄ変換手段３６によって算出し、これと同時に映像信号処理部４１の処理結果に応じて、ＣＰＵ３９によりアイリスフォーカスデマンドカウンタ２８およびＣＰＵ４によってその操作量を算出する。また、同時にフォーカスレンズ光学系２２の絶対位置をフォーカス絶対位置検出手段２３、フォーカス絶対位置信号演算手段２４、Ａ／Ｄ変換手段２５によって算出し、これら操作量と絶対位置をもとにＣＰＵ４によって、フォーカスレンズ光学系２２の目標位置を算出する。そして、この目標位置をもとに、Ｄ／Ａ変換手段１８、フォーカス制御信号演算手段１９、フォーカス電力演算手段２０、およびフォーカスモータ２１によってフォーカスレンズ光学系２２を駆動する。

ＥＮＧカメラ用ズームレンズに絶対位置信号検出手段と共に相対位置信号検出手段を設ける構成が提案されている（特許文献１、２参照）
特開２００１−２９００６７号公報特開平１０−２７４７３７号公報

しかしながら、上記従来例では、レンズの位置をポテンショメータを始めとする絶対位置検出手段およびＡ／Ｄ変換手段を用いて検出するため、ポテンショメータの摩擦によるノイズやＡ／Ｄ変換手段の分解能の制限によって、レンズの位置検出精度を向上することが困難である。また、Ａ／Ｄ変換手段が必要であることから、回路規模が拡大し、コストが増大するという問題がある。

一方、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどの相対位置検出手段は、絶対位置検出手段に比べて高分解能でノイズが少なく、Ａ／Ｄ変換手段を必要としないことから、相対位置検出手段を用い、電動駆動に設定されている場合、電源投入後に自動的に初期化を行うことにより、上述した課題は解決されるが、手動駆動に設定されている場合、電源投入後に自動的に初期化を行うことが出来ず、この結果、手動駆動手段を有するテレビレンズにおいて、相対位置検出手段を搭載することが困難という問題があった。更に、使用目的によっては電源の投入、切断回数が多いことがあり、１日の撮影で自動的に初期化を何回も行うことになっていた。この結果、迅速に撮影を開始することが出来ず、撮影者にとって煩わしいものとなるだけで無く、初期化中に映像が動いてしまう問題や、バッテリー駆動の場合は不必要なバッテリーの消耗となるという問題があった。

このような問題に鑑みて、本願の目的は、手動駆動手段を有するテレビレンズにおいて、相対位置検出手段を搭載する場合において、電源投入後に半自動的に絶対位置の初期化を行うことを可能とすることによって、撮影者が電源の投入ごとにレンズの絶対位置の調整を行うことなく、より高精度な操作性を実現することを可能とすることである。

上記の問題を解決するために、本発明のレンズ装置は、光学素子と、該光学素子を手動駆動するための手動操作手段と、該光学素子を電動駆動するためのモータと、該光学素子の相対位置を検出する相対位置検出手段と、電源オフ前の前記光学素子の絶対位置を記憶する記憶手段とを備え、前記光学素子を前記手動操作手段による手動駆動制御と前記モータによる電動駆動制御との両者によって駆動させることが可能なレンズ装置であって、電源投入後、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了する前に、前記手動駆動制御から前記相対位置検出手段によって検出された前記光学素子の相対位置を用いた相対位置制御を用いる電動駆動制御に切り換った場合、前記電源オフ前に記憶した前記光学素子の絶対位置を電源投入後の絶対位置として前記光学素子の相対位置制御を行い、電源投入後、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了した後は、該初期化によって得られた絶対位置を電源投入後の絶対位置として前記光学素子の相対位置制御を行う制御手段を有することを特徴としている。

電源投入後、手動駆動制御による前記光学素子の絶対位置の初期化を行う初期化が完了する前に相対位置制御に切り換った場合、電源オフ前に記憶した該光学素子の絶対位置を電源投入後の絶対位置として相対位置制御を行う制御手段を有する構成をとることで、高精度な操作性を実現すると同時に、電源投入後、撮影者が迅速に撮影を開始することが可能としている。

本実施形態では、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどの相対位置検出手段および原点検出手段を用いて、出荷時に電源投入ごとに自動的に絶対位置の初期化を行い、通常使用時には電源投入時に半自動的に絶対位置の初期化を行うことにより、
レンズの高精度な位置検出を実現すると同時に、撮影者による電源投入ごとの絶対位置の初期化作業を省略することを可能となることにより、
結果として、手動駆動手段を有するレンズにおいて、高精度な操作性を実現すると同時に、電源投入後、撮影者が迅速に撮影を開始することが可能としている。

また、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどの相対位置検出手段および原点検出手段を用いて、出荷時に電源投入ごとに自動的に絶対位置の初期化を行い、通常使用時には電源投入時に半自動的に絶対位置の初期化を行い、通常使用時の初期化が終了するまでの間、電動駆動時の速度を低速に制限するか、または端方向への電動駆動時の速度を低速に制限するか、または端方向への電動駆動を禁止することにより、
初期化完了前の誤った絶対位置による高速駆動での端への衝突を防止することを可能とすると共に、位置算出値が初期化完了前の値であることを撮影者が認識することを可能とし、更にはバーチャルスタジオなど高精度な絶対位置を必要とする運用形態において、誤差の大きい位置算出値を使用するといった誤動作を防止することが可能としている。

また、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどの相対位置検出手段および原点検出手段を用いて、出荷時に電源投入ごとに自動的に絶対位置の初期化を行い、通常使用時には電源投入時に半自動的に絶対位置の初期化を行い、電源切断時の絶対位置の検出値を記憶しておくことによって、
これ以降の通常使用時の電源投入後に初期化が完了するまでの間、電源投入後に直ぐに撮影を開始することが可能となり、電源投入直後に撮影される映像が撮影者の意図しないものとなることを防止することも可能となると同時に、初期化完了前に電動制御手段に設定されている場合、Ｔ端またはＷ端に高速でレンズが衝突することを防止することが可能となると同時に、初期化完了前でもレンズの絶対位置をカメラのビューファーに表示することが可能としている。

（第１実施例）
以下、本発明の実施例を図１、図２、図３及び、図４にもとづき説明する。

図１において、１〜９、１３〜２２、２６〜３３、３７〜４６は図９と同様であるので説明を省略する。同図中、４７はズームレンズ光学系９の相対位置に応じたズーム相対位置信号を出力するズーム相対位置信号検出手段である。ズーム相対位置信号検出手段４７は、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどで構成される。

４８はズームレンズの原点位置を絶対値として検出するズーム原点検出手段である。ズーム原点検出手段４８は、ＬＥＤの反射、非反射を利用したエッジ検出等により構成される。

４９はフォーカスレンズ光学系２２の相対位置に応じたフォーカス相対位置信号を出力するフォーカス相対位置信号検出手段である。フォーカス相対位置信号検出手段４９は、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどで構成される。

５０はフォーカスレンズの原点位置を絶対値として検出するフォーカス原点検出手段である。フォーカス原点検出手段５０は、ＬＥＤの反射、非反射を利用したエッジ検出等により構成される。

５１はアイリス機構３３の絶対位置に応じたアイリス相対位置信号を出力するアイリス相対位置信号検出手段である。アイリス相対位置信号検出手段４９は、光学式インクリメンタルセンサーや磁気式インクリメンタルセンサーなどで構成される。

５２はアイリス機構３３の原点位置を絶対値として検出するアイリス原点検出手段である。アイリス原点検出手段５２は、ＬＥＤの反射、非反射を利用したエッジ検出等により構成される。５３は不揮発性記憶部である。

図２および図３は、本実施例におけるＣＰＵ４が実行するズーム相対位置信号検出手段４７の出荷時初期化手順を示すフローチャートである。図２において、ｓｔｅｐ１０１では、電源スイッチ４５がＯＮされたのをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ１０２へ進み、電源スイッチ４５がＯＮされたのをＣＰＵ４が検知しなかった場合、ｓｔｅｐ１０１へ進む。Ｓｔｅｐ１０２では、出荷時初期化の開始指令をＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ１０３へ進み、出荷時初期化の開始指令をＣＰＵ４が検知しなかった場合、図４に示す通常処理を開始する。Ｓｔｅｐ１０３ではズームレンズ光学系９をＷ方向へ駆動し、ｓｔｅｐ１０４へ進む。Ｓｔｅｐ１０４ではズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出した場合、ｓｔｅｐ１０５へ進み、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出しなかった場合、ｓｔｅｐ１１１へ進む。Ｓｔｅｐ１１１ではズームレンズ光学系９がＷ端に接触したのをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ１１２へ進み、ズームレンズ光学系９がＷ端に接触したのを検知しなかった場合には、ｓｔｅｐ１０３へ進む。Ｓｔｅｐ１０５ではカウント値：Ｃを初期化し、ｓｔｅｐ１０６へ進む。Ｓｔｅｐ１０６ではズームレンズ光学系９をＷ方向へ駆動し、ｓｔｅｐ１０７へ進む。Ｓｔｅｐ１０７ではカウント値：Ｃをインクリメントし、ｓｔｅｐ１０８へ進む。Ｓｔｅｐ１０８ではズームレンズ光学系９がＷ端に接触したのをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ１０９へ進み、ズームレンズ光学系９がＷ端に接触したのをＣＰＵ４が検知しなかった場合はｓｔｅｐ１０６へ進む。Ｓｔｅｐ１０９ではカウント値：ＣｗをＷ端位置として不揮発性記憶部５３に記憶し、ｓｔｅｐ１１０へ進む。Ｓｔｅｐ１１０では電源投入後にＴ端位置Ｃｔを記憶済みか否か確認し、記憶済みの場合は図４の通常処理へ進み。記憶済み出ない場合はｓｔｅｐ１１２へ進む。Ｓｔｅｐ１１２では、ズームレンズ光学系９をＴ方向へ駆動し、ｓｔｅｐ１１３へ進む。Ｓｔｅｐ１１３ではズーム原点位置検出手段５９でエッジを検出した場合はｓｔｅｐ１１４へ進み、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出しなかった場合にはｓｔｅｐ１２０へ進む。Ｓｔｅｐ１２０では、ズームレンズ光学系９がＴ端に接触したのをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ１１２へ進み。ズームレンズ光学系９がＴ端に接触したのを検知しなかった場合にはｓｔｅｐ１０３へ進む。Ｓｔｅｐ１１４では、カウント値：Ｃを初期化し、ｓｔｅｐ１１５へ進む。Ｓｔｅｐ１１５では、ズームレンズ光学系９をＴ方向へ駆動し、ｓｔｅｐ１１６へ進む。Ｓｔｅｐ１１６ではカウント値：Ｃをインクリメントし、ｓｔｅｐ１１７へ進む。Ｓｔｅｐ１１７ではズームレンズ光学系９がＴ端に接触したのを検知した場合、ｓｔｅｐ１１８へ進み、ズームレンズ光学系９がＴ端に接触したのを検知しなかった場合にはｓｔｅｐ１１５へ進む。Ｓｔｅｐ１１８ではカウント値：ＣｔをＴ端カウント値として不揮発性記憶部５３に記憶し、ｓｔｅｐ１１９へ進む。Ｓｔｅｐ１１９では電源投入後にＷ端位置Ｃｗを記憶済みか否か確認し、Ｗ端位置Ｃｗを記憶済みの場合は図４の通常処理へ進み、Ｗ端位置Ｃｗを記憶済みでない場合は、ｓｔｅｐ１０３へ進み、以後同様の処理を繰り返す。

図４は、本実施例におけるＣＰＵ４が実行するズーム相対位置信号検出手段４７の通常処理における初期化手順を示すフローチャートである。図４において、ｓｔｅｐ２０１では電源スイッチ４５がＯＦＦされたのをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ２１１へ進み、検出した位置を電源切断前の位置として不揮発性記憶部５３に記憶し、図２のｓｔｅｐ１０１へ進み、電源スイッチ４５がＯＦＦされたのをＣＰＵ４が検知しなかった場合、ｓｔｅｐ２０２へ進む。なお、ｓｔｅｐ２１１において電源切断前の位置を記憶する手段について詳細は第３実施例に示す。Ｓｔｅｐ２０２では指令に基づき、ズームレンズ光学系９を駆動し、ｓｔｐｅ２０３へ進む。Ｓｔｅｐ２０３では、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出した場合、ｓｔｅｐ２０４へ進み、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出しなかった場合、ｓｔｅｐ２０１へ進む。なお、ｓｔｅｐ２０２からｓｔｅｐ２０３へ進むまでの間、ズームレンズ光学系９の駆動方式が電動に切り換えられたことをＣＰＵ４が検知した場合、自動的にエッジまで駆動することによって、ｓｔｅｐ２０３と同様に、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出することを可能としても良い。Ｓｔｅｐ２０４ではカウント値：Ｃを初期化し、カウントを開始し、ｓｔｅｐ２０５へ進む。Ｓｔｅｐ２０５では電源スイッチ４５がＯＦＦされたのをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ２１１へ進む。Ｓｔｅｐ２１１では、前述した処理を行い、図２のｓｔｅｐ１０１へ進み、電源スイッチ４５がＯＦＦされたのをＣＰＵ４が検知しなかった場合には、ｓｔｅｐ２０６へ進む。Ｓｔｅｐ２０６では、Ｗ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知した場合にはｓｔｅｐ２０７へ進み、Ｗ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知しなかった場合にはｓｔｅｐ２０９へ進む。Ｓｔｅｐ２０７では、カウント値：Ｃの値がＣ＜Ｃｗが成り立つか否かを判断し、これが成り立つ場合にはｓｔｅｐ２０８へ進み、これが成り立たない場合にはｓｔｅｐ２０５へ進む。Ｓｔｅｐ２０８では、指令方向へズームレンズ光学系９を駆動し、ｓｔｅｐ２０５へ進む。Ｓｔｅｐ２０９ではＴ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知した場合にはｓｔｅｐ２１０へ進み、Ｔ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知しなかった場合には、ｓｔｅｐ２０５へ進む。Ｓｔｅｐ２１０では、カウント値：Ｃの値がＣ＜Ｃｔが成り立つか否かを判断し、これが成り立つ場合には、ｓｔｅｐ２０８へ進み、これが成り立たない場合には、ｓｔｅｐ２０５へ進み、以後同様の処理を繰り返す。

なお、ｓｔｅｐ２０１，２０２，２０３では、ズーム相対位置信号検出手段の検出値が絶対位置と異なる場合があるため、レンズ情報表示部３７に初期化中であることを表示してもよい。また、レンズケーブル１０７の通信をシリアル通信で行う場合には、ズームレンズの位置信号の送信を禁止するか、初期化中のズームレンズの位置信号であることを表すコマンドを送信してもよい。また、レンズケーブル１０７の通信をアナログ値で行う場合には、ズームレンズの位置信号の送信許可、禁止を表すラインを設け、初期化中にはこれを禁止としてもよい。

また、本実施例では、ズームレンズ光学系９の場合について述べたが、フォーカスレンズ光学系２２やアイリス機構３３の場合にも同様の処理により、相対位置検出手段の初期化を可能としても良い。

以上説明したように、ズームレンズ、フォーカスレンズおよびアイリス機構を有する光学装置、前記ズームレンズ、前記フォーカスレンズ、前記アイリス機構に設置された駆動手段、前記ズームレンズの前記駆動手段を制御することにより前記ズームレンズを操作するズーム操作手段、前記フォーカスレンズの前記駆動手段を制御することにより前記フォーカスレンズを操作するフォーカス操作手段、前記アイリス機構を電動駆動、手動駆動に切り換えるアイリス駆動切り換え手段を有する光学装置において、
電源投入後、通常の操作を行いながら初期化を完了させることによって、相対位置検出手段のテレビレンズへの適用を可能とし、
この結果として、自動的に絶対位置検出手段による相対位置検出手段の初期化を行うことによる、ズームリング、フォーカスリングまたはアイリスリングの移動や映像の変化といった撮影者等に対する違和感を与えることなく、従来までの絶対位置検出手段を用いた手法に比べて、高分解能な位置検出および操作性を実現すると共に、回路の小型化による低コスト化の実現が可能となる。

（第２実施例）
以下、本発明の実施例を図１、図２、図３及び、図５，図６にもとづき説明する。

本発明第２の実施例を実施した光学装置の構成を図１に、ＣＰＵ４が実行するズーム相対位置信号検出手段４７の出荷時初期化手順を示すフローチャートを図２，図３に示す。同図は第１実施例と同様であるので説明を省略する。

図５、６は、本実施例におけるＣＰＵ４が実行するズーム相対位置信号検出手段４７の初期化手順を示すフローチャートである。図５において、ｓｔｅｐ３０１では、電源スイッチ４５がＯＦＦされたことをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ３１３へ進み、検出した位置を電源切断前の位置として不揮発性記憶部５３に記憶し、図２のｓｔｅｐ１０１へ進み、電源スイッチ４５がＯＦＦされたことをＣＰＵ４が検知しなかった場合は、ｓｔｅｐ３０２へ進む。なお、ｓｔｅｐ３１３において電源切断前の位置を記憶する手段について詳細は第３実施例に示す。Ｓｔｅｐ３０２ではズームクラッチ１０９がマニュアルに設定されているか否かを判断し、ズームクラッチ１０９がマニュアルに設定されている場合は、ｓｔｅｐ３０３へ進み、ズームクラッチ１０９がマニュアルに設定されていない場合は、ｓｔｅｐ３０４へ進む。Ｓｔｅｐ３０３では、ズームリング１０２の指令に基づき、ズームレンズ光学系９を駆動し、ｓｔｅｐ３０５へ進む。Ｓｔｅｐ３０４では指令方向へ低速で、ズームレンズ光学系９を駆動し、ｓｔｅｐ３０５へ進む。なお、ｓｔｅｐ３０４において、ズームレンズ光学系９の駆動方式が電動に切り換えられたことをＣＰＵ４が検知した場合、自動的にエッジまで駆動することによって、ｓｔｅｐ３０５へ進み、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出することを可能としても良い。Ｓｔｅｐ３０５では、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出したか否かを判断し、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出した場合はｓｔｅｐ３０６へ進み、ズーム原点位置検出手段４８でエッジを検出しなかった場合は、ｓｔｅｐ３０１へ進む。Ｓｔｅｐ３０６では、カウント値：Ｃを初期化し、カウントを開始し、ｓｔｅｐ３０７へ進む。Ｓｔｅｐ３０７では、電源スイッチ４５がＯＦＦされたのを検知したか否かを判断し、電源スイッチ４５がＯＦＦされたことをＣＰＵ４が検知した場合、ｓｔｅｐ３１３へ進む。Ｓｔｅｐ３１３では、前述した処理を行い、図２のｓｔｅｐ１０１へ進み、電源スイッチ４５がＯＦＦされたことをＣＰＵ４が検知しなかった場合は、ｓｔｅｐ３０８へ進む。Ｓｔｅｐ３０８ではＷ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知したか否かを判断し、Ｗ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知した場合は、ｓｔｅｐ３０９へ進み、Ｗ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知しなかった場合は、ｓｔｅｐ３１１へ進む。Ｓｔｅｐ３０９では、カウント値：ＣにおいてＣ＜Ｃｗが成り立つか否かを判断し、これが成り立つ場合は、ｓｔｅｐ３１０へ進み、これが成り立たない場合は、ｓｔｅｐ３０７へ進む。Ｓｔｅｐ３１０では指令方向へズームレンズ光学系９を駆動し、ｓｔｅｐ３０７へ進む。Ｓｔｅｐ３１１では、Ｔ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知したか否かを判断し、Ｔ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知した場合は、ｓｔｅｐ３１２へ進み、Ｔ方向への駆動指令をＣＰＵ４が検知しなかった場合には、ｓｔｅｐ３０７へ進む。Ｓｔｅｐ３１２ではカウント：値Ｃにおいて、Ｃ＜Ｃｔが成り立つか否かを判断し、これが成り立つ場合は、ｓｔｅｐ３１０へ進み、これが成り立たない場合はｓｔｅｐ３０７へ進み、以後同様の処理を繰り返す。

なお、ｓｔｅｐ３０１，３０２，３０３，３０４では、ズーム相対位置信号検出手段の検出値が絶対位置と異なる場合があるため、レンズ情報表示部３７に初期化中であることを表示してもよい。また、レンズケーブル１０７の通信をシリアル通信で行う場合には、ズームレンズの位置信号の送信を禁止するか、初期化中のズームレンズの位置信号であることを表すコマンドを送信してもよい。また、レンズケーブル１０７の通信をアナログ値で行う場合には、ズームレンズの位置信号の送信許可、禁止を表すラインを設け、初期化中にはこれを禁止としてもよい。

また、ｓｔｅｐ３０４ではズームスイッチ１０５またはズームデマンド操作部１６の指令方向へ低速で、ズームレンズ光学系９を駆動するとしたが、指令方向が原点方向の場合は指令通りの速度とし、端方向の場合のみ低速で駆動することを可能としてもよい。また、指令方向が原点方向の場合は指令通りの速度とし、端方向へは駆動しないことを可能としてもよい。また、不揮発性記憶部５３に記憶した絶対位置を元にして、端の直前まで駆動するが、それ以降は駆動することを禁止することを可能としても良い。なお、制御手法が位置制御方式の場合には、指令方向が端方向か否かの判断は、ｓｔｅｐ３１３において不揮発性記憶部５３に記憶した電源切断前の位置によって判断することとする。

以上説明したように、ズームレンズ、フォーカスレンズおよびアイリス機構を有する光学装置、前記ズームレンズ、前記フォーカスレンズ、前記アイリス機構に設置された駆動手段、前記ズームレンズの前記駆動手段を制御することにより前記ズームレンズを操作するズーム操作手段、前記フォーカスレンズの前記駆動手段を制御することにより前記フォーカスレンズを操作するフォーカス操作手段、前記アイリス機構を電動駆動、手動駆動に切り換えるアイリス駆動切り換え手段を有する光学装置において、
電源投入直後に、原点を通過し、初期化を完了するまでは、指令信号に関わらず、低速で駆動することを可能とするか、端方向への駆動の場合のみにおいて、低速で駆動することを可能とするか、端方向へは駆動しないことを可能とし、
この結果として、初期化完了前の過った位置算出値による高速駆動での端への衝突を防止することを可能とすると共に、位置算出値が初期化完了前の値であることを撮影者が認識することを可能とし、
さらには、バーチャルスタジオなど、高精度な位置算出値を必要とする運用形態において、誤差の大きい位置算出値を使用するといった誤動作を防止することも可能となる。

ここで、低速とは、最高速度の８５％以下を意味する。好ましくは、最高速度の７５％以下が良い。

（第３実施例）
以下、本発明の実施例を図１，図２，図３及び、図７，図８にもとづき説明する。

本発明第３の実施例を実施した光学装置の構成を図１に、ＣＰＵ４が実行するズーム相対位置信号検出手段４７の出荷時初期化手順を示すフローチャートを図７，図８に示す。同図は第１実施例と同様であるので説明を省略する。

図７、８は、本実施例におけるＣＰＵ４が実行するズーム相対位置信号検出手段４７の初期化手順を示すフローチャートである。同図中、ｓｔｅｐ４０２，４０３，４０４，４１０，４１１，４１２，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８は、各々図５，６のｓｔｅｐ３０２，３０３，３０４，３０５，３０６，３０７，３０８，３０９，３１０，３１１，３１２と同様であるので説明を省略する。同図中、ｓｔｅｐ４０１では電源スイッチ４５がＯＦＦされたのを検知した場合には、ｓｔｅｐ４１３へ進み、電源スイッチ４５がＯＦＦされたのを検知しなかった場合には、ｓｔｅｐ４０２へ進む。Ｓｔｅｐ４１３ではカウント値：Ｃを仮の位置Ｃ２として不揮発性記憶部５３に記憶し、図１のｓｔｅｐ１０１へ進む。但し、制御手法が位置制御手法ではなく、速度制御手法に設定されている場合には、上述したような電源切断前の位置を記憶する必要が無いので、ｓｔｅｐ４１３の前に、設定されている制御手法を確認して、位置制御に設定されている場合のみ不揮発性記憶部５３へ記憶することを可能としても良い。ｓｔｅｐ４０５ではＷ方向への駆動指令を検知したか否かを判断し、Ｗ方向への駆動指令を検知した場合は、ｓｔｅｐ４０６へ進み、Ｗ方向への駆動指令を検知しなかった場合にはｓｔｅｐ４０８へ進む。Ｓｔｅｐ４０６では、カウント値ＣにおいてＣ＜Ｃｗが成り立つか否かを判断し、これが成り立つ場合にはｓｔｅｐ４０７へ進み、これが成り立たない場合には、ｓｔｅｐ４１０へ進む。Ｓｔｅｐ４０７では指令方向へズームレンズ光学系９を駆動し、ｓｔｅｐ４１０へ進む。Ｓｔｅｐ４０８ではＴ方向への駆動指令を検知したか否かを判断し、Ｔ方向への駆動指令を検知した場合はｓｔｅｐ４０９へ進み、Ｔ方向への駆動指令を検知しなかった場合はｓｔｅｐ４１０へ進む。Ｓｔｅｐ４０９では、カウント値Ｃにおいて、Ｃ＜Ｃｔが成り立つか否かを判断し、これが成り立つ場合にはｓｔｅｐ４０７へ進み、これが成り立たない場合には、ｓｔｅｐ４１０へ進み、以後同様の処理を繰り返す。

なお、ｓｔｅｐ４０１，４１２では、電源スイッチ４５がＯＦＦされたことを電源電圧が一定値以下に降下したか否かで判別し、この結果、電源スイッチ４５がＯＦＦされたと判断した場合にはｓｔｅｐ４１３へ進むとしたが、小型電池等の電源を別途構成することによって、電源電圧が完全にグランドレベルまで降下したことを確認してから、小型電池等の電源によってｓｔｅｐ４１３へ進み、電源切断時のズーム位置を不揮発性記憶部５３に記憶することを可能としてもよい。

または、ｓｔｅｐ４１１，４１２，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８において一定時間ごとにｓｔｅｐ４１３と同様の処理を行うことによって、電源切断時のズーム位置を不揮発性記憶部５３に記憶することを可能としてもよい。

または、ｓｔｅｐ４１１，４１２，４１４，４１５，４１６，４１７，４１８にズームレンズ光学系９が一定時間以上停止した場合にｓｔｅｐ４１３と同様の処理を行うことによって、電源切断時のズーム位置を不揮発性記憶部５３に記憶することを可能としてもよい。

または、電源切り換え部４５がＯＦＦされた直後、電源を降下する前に、テレビカメラ部２０１のＣＰＵ３９からレンズケーブル１０７を介して、ｓｔｅｐ４１３と同様の処理を行う指示をするコマンドを送信することによって、電源切断時のズーム位置を不揮発性記憶部５３に記憶することを可能としてもよい。

以上説明したように、ズームレンズ、フォーカスレンズおよびアイリス機構を有する光学装置、前記ズームレンズ、前記フォーカスレンズ、前記アイリス機構に設置された駆動手段、前記ズームレンズの前記駆動手段を制御することにより前記ズームレンズを操作するズーム操作手段、前記フォーカスレンズの前記駆動手段を制御することにより前記フォーカスレンズを操作するフォーカス操作手段、前記アイリス機構を電動駆動、手動駆動に切り換えるアイリス駆動切り換え手段を有する光学装置において、
電源切断時のレンズの位置を不揮発性記憶部に記憶しておくことによって、電源再投入後、原点検出手段のエッジを検出することで初期化を行うまでの間、仮のレンズ位置を算出することによって、レンズの駆動を行うことを可能とすると共に、カメラへ仮のレンズ位置を送り返すことを可能とすることによって、
電源投入後に直ぐに撮影を開始することが可能となり、電源投入直後に撮影される映像が撮影者の意図しないものとなることを防止することも可能となると同時に、初期化完了前でもアイリス等で仮のレンズ位置をカメラのビューファーに表示することが可能となると同時に、電動制御時にＴ端またはＷ端に高速でレンズが衝突することを防止することが可能となる。

第１，２，３の実施例のブロック図第１，２，３の実施例の出荷時初期化処理フローチャート１第１，２，３の実施例の出荷時初期化処理フローチャート２第１の実施例の通常初期化処理フローチャート１第２の実施例の通常初期化処理フローチャート１第２の実施例の通常初期化処理フローチャート２第３の実施例の通常初期化処理フローチャート１第３の実施例の通常初期化処理フローチャート２ズームレンズ上面図ズームレンズ側面図従来例のブロック図

符号の説明

１ズーム速度指令信号発生手段
２ズーム速度指令信号演算手段
３、１２、１４、２５、３６Ａ／Ｄ変換手段
４、３９ＣＰＵ
５、１８、２９Ｄ／Ａ変換手段
６ズーム制御信号演算手段
７ズーム電力増幅手段
８ズームモータ
９ズームレンズ光学系
１０ズーム絶対位置信号検出手段
１１ズーム絶対位置信号演算手段
１３ズームスイッチ速度可変ボリューム位置信号演算手段
１５ズームデマンド部
１６ズームデマンド操作部
１７ズームデマンドカウンタ
１９フォーカス制御信号演算手段
２０フォーカス電力演算手段
２１フォーカスモータ
２２フォーカスレンズ光学系
２３フォーカス絶対位置信号検出手段
２４フォーカス絶対位置信号演算手段
３０アイリス制御信号演算手段
３１アイリス電力増幅手段
３２アイリスモータ
３３アイリス機構
３４アイリス絶対位置信号検出手段
３５アイリス絶対位置信号演算手段
３７レンズ情報表示部
３８揮発性記憶部
４０ＣＣＤ
４１映像信号処理部
４２映像信号記録・再生部
４３映像信号表示部
４４基準電圧生成部
４５電源切り換え部
４６電源供給部
４７ズーム相対位置信号検出手段
４８ズーム原点検出手段
４９フォーカス相対位置信号検出手段
５０フォーカス原点検出手段
５１アイリス相対位置信号検出手段
５２アイリス原点検出手段
５３不揮発性記憶部
５４初期化終了時指令値設定手段
１００レンズ鏡筒
１０１フォーカス電子リング
１０２ズームリング
１０３アイリスリング
１０４ドライブユニット１０４
１０５ズームスイッチ
１０６アイリス電動／手動切換えスイッチ
１０７カメラケーブル
１０８ズームスイッチ速度可変ボリューム
１０９ズームクラッチ
１１０フォーカスクラッチ

Claims

光学素子と、該光学素子を手動駆動するための手動操作手段と、該光学素子を電動駆動するためのモータと、該光学素子の相対位置を検出する相対位置検出手段と、電源オフ前の前記光学素子の絶対位置を記憶する記憶手段とを備え、前記光学素子を前記手動操作手段による手動駆動制御と前記モータによる電動駆動制御との両者によって駆動させることが可能なレンズ装置であって、
電源投入後、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了する前に、前記手動駆動制御から前記相対位置検出手段によって検出された前記光学素子の相対位置を用いた相対位置制御を用いる電動駆動制御に切り換った場合、前記電源オフ前に記憶した前記光学素子の絶対位置を電源投入後の絶対位置として前記光学素子の相対位置制御を行い、電源投入後、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了した後は、該初期化によって得られた絶対位置を電源投入後の絶対位置として前記光学素子の相対位置制御を行う制御手段を有することを特徴とするレンズ装置。
電源投入後、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了する前に、前記手動駆動制御から前記相対位置検出手段によって検出された前記光学素子の相対位置を用いた相対位置制御を用いる電動駆動制御に切り換った場合、前記初期化が完了するまでは、前記光学素子の相対位置制御の駆動速度を前記レンズ装置の最高速度より小さい速度範囲内とする制御手段を有する請求項１記載のレンズ装置。
電源投入後、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了する前に、前記手動駆動制御から前記相対位置検出手段によって検出された前記光学素子の相対位置を用いた相対位置制御を用いる電動駆動制御に切り換った場合、前記初期化が完了するまでは、前記光学素子が駆動端方向へ駆動される際、前記光学素子の相対位置制御の駆動速度を前記レンズ装置の最高速度より小さい速度範囲内とする制御手段を有する請求項１又は２記載のレンズ装置。
カメラ装置と通信を行う通信手段を有し、前記光学素子の絶対位置の初期化が完了する前は、電源オフ前に記憶した前記光学素子の絶対位置信号をカメラ装置に送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレンズ装置。
前記記憶手段が、電源オフ時、電源の電圧レベルがゼロになる前に前記光学素子の絶対位置を記憶する不揮発性記憶部を有する請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ装置。
更に、小型電池を備えており、前記記憶手段が、電源オフ時、該小型電池によって前記光学素子の絶対位置を記憶する不揮発性記憶部を有する請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ装置。
前記記憶手段が、前記相対位置制御中に所定時間毎に前記光学素子の絶対位置を記憶する不揮発性記憶部を有する請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ装置。
前記記憶手段が、電源オフ時、電源の電圧レベルがゼロになる前にカメラ装置から前記レンズ装置に前記光学素子の絶対位置を記憶するコメンド信号を送信することにより、該光学素子の絶対位置を記憶する不揮発性記憶部を有する請求項１〜４のいずれかに記載のレンズ装置。
前記光学素子は、ズームレンズ又はフォーカスレンズ又はアイリスである請求項１〜８のいずれかに記載のレンズ装置。
前記相対位置制御する相対位置制御方式に加えて、前記光学素子を絶対位置制御する絶対位置制御方式を備えた請求項１〜９のいずれかに記載のレンズ装置。