JP5300286B2 - レンズ装置 - Google Patents

Description

本発明は、テレビ放送用に用いられるレンズ装置に関するものである。

近年では、報道、中継、ドラマ、バラエティ、ドキュメンタリなどで用いられているＥＮＧカメラ等の放送用テレビカメラ用レンズシステムに対して、より高度な制御が要求されている。このような要求に応えるために、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）などの演算装置を組み込み、レンズの位置を制御する方式のレンズシステムが提案されている。このような方式のレンズシステムでは、より高精度な位置制御を行うため、マイクロコンピュータを使った場合の処理の容易さを考慮し、従来のレンズにおける主な位置検出器であったポテンショメータに代えてエンコーダを使う場合が多い。

この実施形態として、特許文献１のように小型で安価なインクリメンタルタイプのエンコーダを用いて相対位置を検出し、絶対位置を検出するためにポテンショメータのような絶対位置検出器を併用することが開示されている。この場合には、短時間でバックラッシュ等の影響を受けずに基準位置を検知し、高精度のレンズ制御を可能としている。

また特許文献２では、光学式インクリメンタルセンサや磁気式インクリメンタルセンサなどの相対位置検出手段と、原点検出手段を用いて、電源投入ごとに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している。また、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で、レンズの高精度な操作性を実現すると同時に、電源の投入後に撮影者が迅速に撮影を開始することを可能としている。

また、相対位置検出手段及び原点検出手段を用いて、電源投入ごとにレンズの位置を検出及び記憶しておき、自動的に絶対位置の初期化を行う。そして、初期化の完了後に記憶したレンズの位置に戻すことにより、電源投入後に自動的に行われる初期化処理のために、電源投入後の映像が撮影者の意図しないものとなることを防止でき、レンズの高精度な操作性を実現している。

特開平１０−２７４７３７号公報 特開２００５−２８４０４２号公報

しかしながら従来のカメラシステムでは、電源投入してから映像を記録できるようになるまで、１０秒程度の時間を要している。近年のメモリの大容量化や、コストダウンによって、テレビカメラにもメモリが搭載されるようになり、映像を記録できるようになっている。この種の製品は、電源オンと同時に映像をメモリに記録できるため、現行の通常サーボの駆動速度で原点検出つまり初期化を行うと、撮影者の意図しない動作をレンズが行うため、使用できない映像が記録される時間が長く、改善が求められている。

特に、アイリス制御はアイリス位置を検出しないと、正確な露出制御ができないため、必ず原点検出が必要であるが、この原点検出時のアイリスの動作により、露出に不必要な変化が生じてしまうため、不都合が生ずる。

上記の特許文献では、レンズ装置をカメラに接続した状態で、電源投入したときの原点検出を、操作部材による操作によって駆動モータがレンズを動かし得る速度で行うこととしている。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、レンズの原点検出時の駆動速度を高速化することによって、不必要な動作を低減するレンズ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るレンズ装置は、アイリス羽根を保持するアイリス機構の基準位置を検出する初期化モードと、光量を一定に保つように前記アイリス機構の駆動を制御するオートアイリスモードとで動作可能で、前記アイリス機構の相対位置を制御するレンズ装置であって、前記アイリス機構と、前記アイリス機構を駆動する駆動手段と、前記アイリス機構の基準位置を検出する原点検出手段と、前記初期化モードでの動作前の位置である、前記アイリス機構の初期位置を基準として、前記初期位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、電源投入後の前記初期化モードでの動作に際して、前記駆動手段により前記オートアイリスモードでの動作中よりも速い駆動速度で前記アイリス機構を駆動させ、前記原点検出手段により前記基準位置の検出を行う制御手段と、
を備え、前記初期化モードでの動作中において、前記制御手段が、前記原点検出手段により前記基準位置の検出を行った後、前記アイリス機構を前記初期位置に戻すように構成されている、ことを特徴としている。

本発明に係るレンズ装置によれば、電源オン時の光学素子の原点検出処理時の駆動速度を、通常のサーボ速度よりも高速化することで、動作を低減できる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１のレンズ装置のブロック回路構成図であり、レンズ鏡筒、ドライブユニットなどで構成するレンズ装置１はカメラ装置２に固定され、電気信号はレンズケーブル３により接続されている。更に、レンズ装置１には、ズームデマンド４、フォーカスデマンド５が接続されている。

レンズ装置１内にはズームレンズ光学系１０、フォーカスレンズ光学系３０、アイリス機構５０、ＣＰＵ７０が内蔵され、ＣＰＵ７０にはレンズ情報表示部７１、揮発性記憶部７２が接続されている。

ズームレンズ光学系１０にはズームクラッチ１１を介して移動環から成るズームリング１２の出力が接続されている。また、ＣＰＵ７０の出力はＤ／Ａ変換器１３、ズーム制御信号演算手段１４、ズーム電力増幅手段１５を介して、ズームレンズ光学系１０を駆動するズームモータ１６に接続されている。また、ズームモータ１６の出力はズームフィードバック増幅手段１７、ズームフィードバック接続スイッチ１８を介してズーム電力増幅手段１５の入力側に帰還されている。ズームモータ１６にはズーム相対位置検出手段１９、ズーム原点検出手段２０が取り付けられ、これらの出力はＣＰＵ７０に接続されている。

更に、ズームスイッチ２１の出力がズーム速度指令信号発生手段２２に接続され、その出力はズーム速度指令信号演算手段２３、Ａ／Ｄ変換器２４を経てＣＰＵ７０に接続されている。ズーム速度指令信号発生手段２２はポテンショメータなどのアナログ検出器、ロータリエンコーダなどのデジタル検出器などで構成されている。

ズームリング１２を回転させることにより、保持するズームレンズ光学系１０が光軸に沿って前後に移動してズーム調整を可能とする。ズームクラッチ１１はズームを電動で駆動するか、手動で駆動するかを切換える。ズーム速度指令信号発生手段２２はズームレンズ光学系１０をサーボ駆動するために、ズームスイッチ２１の操作量に比例したズーム駆動方向及びズーム駆動速度を指示する速度指令信号を出力する。ズーム速度指令信号演算手段２３はズーム速度指令信号を、Ａ／Ｄ変換器２４を介してＣＰＵ７０に取り込むために信号レベル／シフト変換を行う。

Ｄ／Ａ変換器１３はＣＰＵ７０からズームレンズ光学系１０をサーボ駆動するため出力されるズーム制御信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。ズーム制御信号演算手段１４はＤ／Ａ変換器１３により、デジタル信号からアナログ信号に変換された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。ズーム電力増幅手段１５はズームモータ１６を駆動し、ズームモータ１６はズームレンズ光学系１０を駆動し、ズームレンズ光学系１０はレンズ装置１の変倍調整を行う。

ズームフィードバック増幅手段１７はズームモータ１６の角速度を検出、増幅し、ズームフィードバック接続スイッチ１８はその出力をズーム電力増幅手段１５のマイナス端子に帰還し、速度フィードバック制御系の接続を制御する。この接続スイッチ１８が接続されているときは、フィードバック回路が接続された制御となり、接続されないときはオープン制御となる。

ズーム相対位置検出手段１９はズームレンズ光学系１０の相対位置に応じたズーム相対位置信号を出力し、光学式インクリメンタルセンサや磁気式インクリメンタルセンサなどで構成される。ズーム原点検出手段２０はズームレンズ光学系１０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２０はＬＥＤの反射と非反射の境界位置を原点位置に構成し、例えば反射時はズームレンズ光学系１０の位置が望遠側、非反射時は広角側にあると検知することを可能とするエッジ検出等により構成されている。

ズームデマンド４はレンズ装置１のＣＰＵ７０に接続され、ズームデマンド操作部４ａはその角度を操作することによってズームレンズ光学系１０を操作、制御する。ズームデマンド指令信号出力手段４ｂはポテンショメータ、ボリュームなどのアナログ検出器により構成され、ズームデマンド操作部４ａ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。

フォーカスレンズ光学系３０には、フォーカスクラッチ３１を介して移動環から成るフォーカスリング３２の出力が接続されている。ＣＰＵ７０の出力は、Ｄ／Ａ変換器３３、フォーカス制御信号演算手段３４、フォーカス電力増幅手段３５を介してフォーカスレンズ光学系３０を駆動するフォーカスモータ３６に接続されている。フォーカスモータ３６の出力はフォーカスフィードバック増幅手段３７、フォーカスフィードバック接続スイッチ３８を介してフォーカス電力増幅手段３５の入力側に接続されている。また、フォーカスモータ３６には相対位置検出手段３９、フォーカス原点検出手段４０が取り付けられ、これらの出力はＣＰＵ７０に接続されている。

フォーカス相対位置検出手段３９はフォーカスレンズ光学系３０の相対位置に応じたフォーカス相対位置信号を出力し、光学式インクリメンタルセンサや磁気式インクリメンタルセンサなどで構成されている。フォーカス原点検出手段４０はフォーカスレンズ光学系３０の原点位置を絶対値として検出し、フォーカス原点検出手段４０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ている。

フォーカスリング３２を回転させることにより、フォーカスレンズ光学系３０が光軸に沿って前後に移動してフォーカス調整を可能とする。フォーカスクラッチ３１はフォーカスをデマンドにより、電動で駆動するのか、手動で駆動するのかを切換える。

Ｄ／Ａ変換器３３はＣＰＵ７０からフォーカスレンズ光学系３０をサーボ駆動するため出力されるフォーカス制御信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。フォーカス制御信号演算手段３４はＣＰＵ７０、フォーカス制御信号をＤ／Ａ変換器３３によりデジタル信号からアナログ信号に変換された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。フォーカス電力増幅手段３５はフォーカスモータ３６を駆動し、フォーカスレンズ光学系３０を駆動する。

フォーカスデマンド５はレンズ装置１のＣＰＵ７０に接続し、フォーカスデマンド操作部５ａによりフォーカスレンズ光学系３０を操作、制御する。フォーカスデマンド５のフォーカスデマンド指令信号出力手段５ｂはポテンショメータ、ボリュームなどのアナログ検出器で構成され、フォーカスデマンド操作部５ａの操作回転角に比例したフォーカス位置信号を検出する。

フォーカスレンズ光学系３０はこのフォーカスデマンド５を接続することにより、フォーカスデマンド操作部５ａの操作により発生するフォーカス位置指令信号をＣＰＵ７０が取り込んでフォーカス制御信号とする。このフォーカス制御信号を上述したＤ／Ａ変換器３３により出力し、フォーカスモータ３６によってフォーカスレンズ光学系３０を駆動する。

フォーカスフィードバック増幅手段３７はフォーカスモータ３６の角速度を検出し増幅する。フォーカスフィードバック接続スイッチ３８はその出力をフォーカス電力増幅手段３５のマイナス端子に帰還し、速度フィードバック制御系の接続を制御する。このスイッチ３８が接続されているときはフィードバック回路が接続された制御となり、接続されないときはオープン制御となる。

アイリス機構５０には、アイリス電動／手動切換スイッチ５１を介して移動環から成るアイリスリング５２の出力が接続されている。ＣＰＵ７０の出力は、Ｄ／Ａ変換器５３、アイリス制御信号演算手段５４、アイリス電力増幅手段５５を介してアイリス機構５０を駆動するアイリスモータ５６に接続されている。また、アイリスモータ５６の出力はアイリスフィードバック増幅手段５７、アイリスフィードバック接続スイッチ５８を介してアイリス電力増幅手段５５の入口側に帰還されている。更に、アイリスモータ５６にはアイリス相対位置検出手段５９、アイリス原点検出手段６０が取り付けられ、これらの出力はＣＰＵ７０に接続されている。

アイリスリング５２を回転させることにより、アイリス機構５０のアイリス径を調整可能とし、アイリス電動／手動切換えスイッチ５１はアイリス機構５０を電動で駆動するのか、手動で駆動するのかを切換える。

アイリス機構５０はレンズ装置１の入射光量の調整を行い、アイリス相対位置検出手段５９は光学式インクリメンタルセンサや磁気式インクリメンタルセンサなどで構成され、アイリス機構５０の絶対位置に応じたアイリス相対位置信号を出力する。アイリス原点検出手段６０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、アイリス機構５０の原点位置を絶対値として検出する。

Ｄ／Ａ変換器５３はＣＰＵ７０からアイリス機構５０をサーボ駆動するため出力されるアイリス制御信号をデジタル信号からアナログ信号に変換する。アイリス制御信号演算手段５４はＤ／Ａ変換器５３から出力されるアイリス制御信号の信号レベル／シフト変換を行い、アイリス電力増幅手段５５はアイリスモータ５６を駆動し、アイリス機構５０を駆動する。

アイリスフィードバック増幅手段５７はアイリスモータ５６の角速度を検出し増幅し、アイリスフィードバック接続スイッチ５８はその出力をアイリス電力増幅手段５５のマイナス端子に帰還し、速度フィードバック制御系の接続を制御する。この接続スイッチ５８が接続されているときはフィードバック回路が接続された制御となり、接続されないときはオープン制御となる。

レンズ情報表示部７１はレンズ装置１の様々な動作状態を表示し、揮発性記憶部７２はレンズ装置１の様々な情報を記憶する。

本実施例はズームレンズ光学系１０、フォーカスレンズ光学系３０、アイリス機構５０の各原点検出の際に有効であるが、ここでは代表例としてアイリス機構５０の原点検出について説明する。

図２はアイリス機構５０の動作フローチャート図である。ステップＳ１０１では、アイリス相対位置検出手段５９により現在のアイリス機構５０の相対位置を検出し、ステップＳ１０２でアイリス相対位置検出手段５９による検出値を基準値０とする。この位置を初期化の開始前の位置として、ステップＳ１０３で揮発性記憶部７２に記憶し、ステップＳ１０４でアイリス原点検出手段６０における原点検出出力信号を検出する。ステップＳ１０５では、アイリス原点検出手段６０の検出結果を基に、アイリス機構５０が原点に対して、開側に位置するか、閉側に位置するか確認する。

これは図３に示すように、アイリス機構５０が駆動領域を端から端まで移動する間に、１度だけ原点エッジ信号を出力し、ハイレベルからローレベル、或いはローレベルからハイレベルに変化するようにされている。アイリス原点検出手段６０はこの信号を基に、電源投入時のアイリス機構５０の位置が、開側に位置するか、閉側に位置するかを判断する。

確認した結果、アイリス機構５０の位置が開側に位置する場合にはステップＳ１０６に進み、開側に位置しないつまり閉側に位置する場合にはステップＳ１１０に進む。ステップＳ１０６では、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度により行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。通常のサーボ時には、フィードバック回路が働いて速度制御を行い、規定したアイリス駆動に最適な速度となるように制御を行う。

しかし、原点検出時は最短時間で、原点検出と初期位置復帰とを行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフしている。なお、フィードバック回路を構成せず、ＣＰＵ７０からの制御信号だけで速度制御を行う場合もあるが、この場合にはアイリスモータ５６が駆動可能な最高速度となるように、ＣＰＵ７０からの出力信号を制御する。

ステップＳ１０７に進み、アイリス機構５０を閉方向に最高速度で駆動し、ステップＳ１０８でアイリス原点検出手段６０により原点検出出力信号を検出し、ステップＳ１０９でこの検出結果を基に原点エッジ信号を検出するかどうかを判断する。この信号を検出しない場合はステップＳ１０８に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１０５でアイリス機構５０が閉側に位置していると、ステップＳ１１０に進み、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度で行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。ステップＳ１１１でアイリス機構５０を開方向に最高速度で駆動し、ステップＳ１１２でアイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ１１３で原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。この信号を検出しない場合は、ステップＳ１１２に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、アイリス相対位置検出手段５９の出力値を検出し、このときの出力値が相対位置信号での原点となる。そして、検出した値をステップＳ１１５で揮発性記憶部７２に記憶する。この記憶値は、初期化の開始前の位置からの回転量であり、エンコーダ等から出力される矩形波や正弦波を処理し、ハイレベル／ローレベル矩形波とし、そのエッジを計数し初期化の開始前の位置からの計数値として記憶する。

続いてステップＳ１１６に進み、アイリスモータ５６を停止することにより原点検出が終り、初期化の開始前の位置に戻すルーチンに進む。ステップＳ１１７で、初期化の開始前の位置を揮発性記憶部７２から読み込み、ステップＳ１１８で駆動方向を反転しアイリスモータ５６の最高速度による駆動を開始する。

ステップＳ１１９でアイリス相対位置検出手段５９の出力値を検出し、ステップＳ１２０で初期化の開始前の位置かどうかを確認する。もし、初期化の開始前の位置でなければステップＳ１１９に戻り、初期化の開始前の位置に到達していればステップＳ１２１に進み、アイリスモータ５６を停止する。

そして、通常のサーボ駆動可能状態に戻すため、ステップＳ１２２でアイリスフィードバック接続スイッチ５８をオンし、ステップＳ１２３で通常の処理を開始し、カメラ装置２からのアイリス制御信号に応じて、アイリス機構５０が駆動制御される。次に、ステップＳ１２４でＣＰＵ７０により電源電圧が基準値以下となったかどうかの確認を行い、もし基準値以上であれば、ステップＳ１２３に戻り通常処理を継続する。基準値以下のときは、ステップＳ１２５に進みＣＰＵ７０は外部入出力処理を停止する。

本実施例の形態では、アイリス機構５０の原点検出の方法を述べたが、これをズームレンズ光学系１０、フォーカスレンズ光学系３０に置き換えることも可能である。本実施例によって、電源オン時のアイリス機構５０、ズームレンズ光学系１０、フォーカスレンズ光学系３０の原点検出処理を、通常のサーボ速度よりも高速化することで、原点検出時間が短縮される。また、不必要なレンズ装置の動作をカメラに映し出すことを低減することが可能となる。

実施例１では、原点検出に向かうとき、また初期化の開始前の位置の復帰時には共に最高速度で駆動した。しかし、原点検出の精度を高めるため、原点エッジ信号の検出後にアイリスモータ５６を停止し、反転後の駆動速度を低速とし、再度、原点エッジ信号の検出後に最高速度に変え、初期化の開始前の位置に復帰する構成としている。

図４は実施例２のアイリス機構５０の原点検出に関する動作フローチャート図である。ステップＳ２０１では、アイリス相対位置検出手段５９により現在のアイリス機構５０の相対位置を検出する。ステップＳ２０２に進み、アイリス相対位置検出手段５９による検出値を基準値０とする。この位置を初期化の開始前の位置として、ステップＳ２０３で揮発性記憶部７２に記憶する。ステップＳ２０４では、アイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ２０５に進み検出結果を基に、アイリス機構５０が原点に対して開側に位置するか、閉側に位置するかを確認する。

これは、図５に示すようにアイリス機構５０が駆動領域を端から端まで移動する間に、１度だけ原点エッジ信号を出力し、ハイレベルからローレベル、或いはローレベルからハイレベルに変化するようにしている。アイリス原点検出手段６０はこの信号を基に、電源投入時のアイリス機構５０の位置が開側に位置するか、閉側に位置するかを判断する。

確認した結果、開側に位置する場合はステップＳ２０６に進み、開側に位置しない、つまり閉側に位置する場合はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２０６では、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度で行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフにする。通常のサーボ時は、フィードバック回路が働いて速度制御を行い、規定したアイリス駆動に最適な速度となるように制御を行っている。

しかし原点検出時は、最短時間で原点検出と初期位置復帰とを行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフしている。なお、フィードバック回路を構成せずに、ＣＰＵ７０からの制御信号のみで速度制御を行っている場合もある。この場合はアイリスモータ５６が駆動可能な最高速度となるように、ＣＰＵ７０からの出力信号を制御する。

ステップＳ２０７に進み、アイリス機構５０を閉方向に最高速度で駆動し、ステップＳ２０８でアイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ２０９でこの検出結果を基に原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。この信号を検出しない場合は、ステップＳ２０８に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２０５でアイリス機構５０が閉側に位置していた場合はステップＳ２１０に進み、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度により行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。ステップＳ２１１に進み、アイリス機構５０を開方向に最高速で駆動を開始し、ステップＳ２１２でアイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ２１３でこの検出結果を基に原点エッジ信号を検出したかどうか判断する。

これは前述したように、ハイレベルからローレベル、或いはローレベルからハイレベルに変化する個所を原点とする。もし、この信号を検出しない場合は、ステップＳ２１２に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１４では、アイリス相対位置検出手段５９の出力値を検出し、このときの出力値が相対位置信号での原点となり検出した値を、ステップＳ２１５で第１原点位置として揮発性記憶部７２に記憶する。この記憶値は初期化の開始前の位置からの回転量であり、エンコーダ等から出力される矩形波や正弦波を処理し、ハイレベル／ローレベル矩形波とし、そのエッジを計数し初期化の開始前の位置からの計数値として記憶する。次に、ステップＳ２１６に進み、アイリスモータ５６を停止する。

原点検出が終り、初期化の開始前の位置に戻すルーチンに進む。ステップＳ２１７で初期化の開始前の位置を揮発性記憶部７２により読み込み、ステップＳ２１８でアイリスモータ５６を速度制御可能とし、記憶した原点位置を微調整するため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオンする。駆動方向を反転し、ステップＳ２１９でアイリスモータ５６により低速駆動を開始する。

そして、ステップＳ２２０に進み、アイリス原点検出手段６０により原点検出出力信号を検出し、ステップＳ２２１でアイリス原点検出手段６０の検出結果を基に、原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。もし、検出しなかった場合はステップＳ２２０に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ２２２に進む。

ステップＳ２２２では、原点エッジ信号を検出した時点での現在のアイリス機構５０の相対位置を、アイリス相対位置検出手段５９により検出する。この検出した相対位置と、ステップＳ２１５で検出した第１原点位置をステップＳ２２３で比較し、同じ位置であればステップＳ２２５に進み、一致していなければステップＳ２２４に進む。ステップＳ２２４では、検出した相対位置を第１原点位置と置換して、揮発性記憶部７２に記憶する。この位置がアイリス機構５０の基準位置つまり原点となる。

原点位置が確定したのでステップＳ２２５に進み、初期化の開始前の位置に戻すため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフし、ステップＳ２２６でアイリス駆動速度を最高速度に切換える。

ステップＳ２２７でアイリス相対位置検出手段５９により、相対位置の出力値を検出し、ステップＳ２２８で初期化の開始前の位置であるかどうかを確認する。もし、初期化の開始前の位置でなければステップＳ２２７に戻り、初期化の開始前の位置に到達していればステップＳ２２９に進み、アイリスモータ５６を停止する。そして、通常のサーボ駆動可能状態に戻すため、ステップＳ２３０でアイリスフィードバック接続スイッチ５８をオンし、ステップＳ２３１に進む。

ステップＳ２３１では通常処理を開始し、カメラ装置２からのアイリス制御信号に応じてアイリス機構５０が駆動制御される。通常の処理状態の場合は、ステップＳ２３２においてＣＰＵ７０により電源電圧が基準値以下となったかどうかの確認を行う。もし、基準値以上であればステップＳ２３１に戻って通常処理を継続し、基準値以下のときはステップＳ２３３に進み、ＣＰＵ７０は外部入出力処理を停止する。

本実施例２の形態では、アイリス機構５０の原点検出の方法を述べたが、これをズームレンズ光学系１０、フォーカスレンズ光学系３０に置き換えることも可能である。

本実施例によって、電源オン時のアイリス機構５０等の原点検出処理を、通常のサーボ速度よりも高速化することで、原点検出時間が短縮され、不必要なレンズ装置１の動作をカメラに映し出すことを低減することが可能となる。更に、一度目の原点検出後に、初期化の開始前の位置に戻る際に、再度、駆動速度を低速にした微調モードにより再度原点検出を行うことで、高精度で原点を決めることができる。

上述の実施例１、２では、アイリス機構５０、ズームレンズ光学系１０、フォーカスレンズ光学系３０の原点検出時、及び初期化の開始前の位置復帰時にモータ駆動速度を最高速度として行う方法を説明した。しかし、アイリス機構５０の制御には、第１にテレビカメラの露出を制御するため、外部コントローラからの制御信号により、駆動するリモートアイリスモードがある。また第２に、テレビカメラが撮影する映像の明るさを適正にするため、カメラ装置２に内蔵されるＣＣＤが映像の明るさを検知し、アイリス機構５０を制御するオートアイリスモードがある。リモートアイリスモードにおける原点検出は、実施例１、２で述べたが、本実施例３はオートアイリスモード時のアイリス機構５０の原点検出方法に関する。

オートアイリスモードは被写体の明るさに応じてアイリス機構５０を駆動し、アイリス羽根を開いたり、閉じたりすることで光量を一定に調節する。このため、駆動速度は光量の急激変化が起こってもハンチングしないように、レンズ装置１とカメラ装置２の組み合わせによって、アイリス電力増幅手段５５のゲインを可変し、速度調整を行っている。そのため、リモートアイリスモードの駆動速度と比較し、同等以下の速度となる。

図６は本実施例３の動作フローチャート図である。ステップＳ３０１では、アイリスモードがオートアイリスモードかどうかを確認する。確認した結果、オートアイリスモードでないリモートモードの場合にステップＳ３０２に進み、実施例１、２の通常の原点検出を行うためルーチンを終了する。

オートアイリスモードの場合はステップＳ３０３に進み、アイリス相対位置検出手段５９により現在のアイリス機構５０の相対位置を検出する。そしてステップＳ３０４に進み、アイリス相対位置検出手段５９による検出した現在位置を基準値０とする。この位置を初期化の開始前の位置としてステップＳ３０５で揮発性記憶部７２に記憶し、ステップＳ３０６に進み、アイリス原点検出手段６０において現在の原点検出出力信号を検出しステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７では、アイリス原点検出手段６０の検出結果を基に、アイリス機構５０が原点に対して、開側に位置するか、閉側に位置するかを確認する。これは、図７に示すようにアイリス機構５０が駆動領域を端から端まで、移動する間に、１度だけ原点エッジ信号を出力し、ハイレベルからローレベル、或いはローレベルからハイレベルに変化するようにしている。アイリス原点検出手段６０はこの信号を基に、電源投入時のアイリス機構５０の位置が、開側に位置するか、閉側に位置するかの判断が可能となる。

確認した結果、開側に位置する場合はステップＳ３０８に進み、開側に位置しない、つまり閉側に位置する場合はステップＳ３１２に進む。ステップＳ３０８では、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度により行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。通常のサーボ時はフィードバック回路が働いて速度制御を行い、規定したズーム駆動に最適な速度となるように制御を行っている。

しかし原点検出時は、最短時間で原点検出と初期化の開始前の位置への復帰を行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフしている。なお、フィードバック回路を構成せず、ＣＰＵ７０からの制御信号のみで、速度制御を行う場合もある。その場合には、アイリスモータ５６が駆動可能な最高速度となるように、ＣＰＵ７０からの出力信号を制御する。

ステップＳ３０９に進み、動作速度をアイリス機構５０を閉方向に最高速度で駆動する。ステップＳ３１０でアイリス原点検出手段６０において原点検出手段出力信号を検出し、ステップＳ３１１でこの検出結果を基に原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。もし、この信号を検出しない場合はステップＳ３１０に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ３１６に進む。

ステップＳ３０７で、アイリス機構５０が閉側に位置していた場合にはステップＳ３１２に進み、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度で行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。ステップＳ３１３に進み、アイリス機構５０を開方向へ最高速度で駆動を開始し、ステップＳ３１４でアイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ３１５でこの検出結果を基に原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。もし、この信号を検出しない場合はステップＳ３１４に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ３１６に進む。

ステップＳ３１６では、アイリス相対位置検出手段５９の出力値を検出し、この出力値が相対位置信号での原点となる。そして、この検出した値を第１原点位置として、ステップＳ３１７で揮発性記憶部７２に記憶する。この記憶値は初期化の開始前の位置からの回転量であり、エンコーダ等から出力される矩形波や正弦波を処理し、ハイレベル／ローレベル矩形波とする。

そして、そのエッジを計数し、初期化の開始前の位置からの計数値として記憶し、ステップＳ３１８に進みアイリスモータ５６を停止する。原点検出が終り、初期化の開始前の位置に戻るルーチンに進む。ステップＳ３１９で初期化の開始前の位置を揮発性記憶部７２から読み込み、ステップＳ３２０でアイリスモータ５６の駆動方向を反転し、最高速による駆動を開始する。

ステップＳ３２１に進み、アイリス相対位置検出手段５９によりアイリス機構５０の相対位置の出力値を検出し、ステップＳ３２２で初期化の開始前の位置から、“１Ｆ”以内かどうかを確認する。もし、初期化の開始前の位置よりも“１Ｆ”以上手前であれば、ステップＳ３２１に戻り、初期化の開始前の位置よりも“１Ｆ”以内の位置まで到達していれば、ステップＳ３２３に進む。

“１Ｆ”とは、アイリス機構５０の明るさを表す指標であり、アイリスリング５２の回転角に比例しており、アイリス相対位置検出手段５９が出力する相対位置信号の計数値により、幾つの計数が“１Ｆ”となるかを、予めＣＰＵ７０内に記憶している。なお、本実施例３では、比較値を“１Ｆ”としたが、規定した値であれば、“２Ｆ”、“０．５Ｆ”など、“１Ｆ”よりも大きくても小さくてもよく、また単純に計数値としてもよい。

“１Ｆ”以内となると、速度制御動可能状態に戻すため、ステップＳ３２３でアイリスフィードバック接続スイッチ５８をオンし、ステップＳ３２４でオートアイリスモードとする。ステップＳ３２５に進み、現在のアイリス機構５０の相対位置をアイリス相対位置検出手段５９により検出する。この検出した相対位置が、ステップＳ３０５で記憶した初期化の開始前の位置に到達していれば、ステップＳ３２７に進み、アイリスモータ５６を停止し、一致していなければステップＳ３２５に戻る。

ステップＳ３２８で通常の処理を開始し、カメラ装置２からのアイリス制御信号に応じて、アイリス機構５０が駆動制御される。通常の処理状態の場合は、ステップＳ３２９におけるＣＰＵ７０により、電源電圧が基準値以下となったかどうかの確認を行う。もし、基準値以上であればステップＳ３２８に戻り通常処理を継続し、基準値以下の時はステップＳ３３０に進み、ＣＰＵ７０は外部入出力処理を停止する。

本実施例３によって、電源オン時のアイリス機構５０の原点検出処理を、通常のサーボ速度よりも高速化することで原点検出時間が短縮され、不必要なレンズ装置１の動作をカメラに映し出すことを低減することが可能となる。更に、一度目の原点検出後に、初期化の開始前の位置に戻る際に、駆動速度を最高速度で駆動した後に初期化の開始前の位置に復帰する手前で、オートアイリスモードに戻すことで、レンズシステム特有のハンチングを防止することができる。また、初期化の終了後の撮影開始時の映像に、ハンチング等により、映像の明るさが変化してしまうような悪い影響を与えることなく撮影が可能となる。

実施例３では、アイリス機構５０の原点検出時、及び初期化の開始前の位置に復帰時に、モータ駆動速度を最高速度とし、初期化の開始前の位置手前でオートアイリスモードに切換えている。

実施例４では、原点検出の精度を高めるため、原点エッジ信号の検出後にモータを停止し反転後の駆動速度を低速とし、再度、原点エッジ信号の検出後に最高速度に変える構成としている。

図８、図９は実施例４の動作フローチャート図である。ステップＳ４０１では、アイリスモードがオートアイリスモードかどうか確認する。確認した結果、オートアイリスモードでないリモートモードの場合にステップＳ４０２に進み、実施例１、２の通常の原点検出を行うためルーチンを終了する。オートアイリスモードの場合はステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０３では、アイリス相対位置検出手段５９により現在のアイリス機構５０の相対位置を検出する。そして、ステップＳ４０４でアイリス相対位置検出手段５９により検出した現在位置を基準値０とする。ステップＳ４０５で、この位置を初期化の開始前の位置として揮発性記憶部７２に記憶し、ステップＳ４０６でアイリス原点検出手段６０において現在の原点検出出力信号を検出する。ステップＳ４０７では、この検出結果を基にアイリス機構５０が原点に対して、開側に位置するか、閉側に位置するかを確認する。

これは図１０に示すように、アイリス機構５０が駆動領域を端から端まで、移動する間に１度だけ原点エッジ信号を出力し、ハイレベルからローレベル、或いはローレベルからハイレベルに変化するようにしている。アイリス原点検出手段６０はこの信号を基に、電源投入時のアイリス機構５０の位置が、開側に位置するか、閉側に位置するかの判断をする。

確認した結果、開側に位置する場合はステップＳ４０８に進み、開側に位置しない閉側に位置する場合はステップＳ４１２に進む。ステップＳ４０８では、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度で行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。通常のサーボ時は、フィードバック回路が働いて速度制御を行い、規定したズーム駆動に最適な速度となるように制御を行う。

しかし原点検出時には、最短時間で原点検出と初期化の開始前の位置への復帰を行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフしている。なお、フィードバック回路を構成せず、ＣＰＵ７０からの制御信号のみで速度制御を行っている場合もある。この場合はアイリスモータ５６が駆動可能な最高速度となるように、ＣＰＵ７０からの出力信号を制御する。

ステップＳ４０９に進み、アイリス機構５０を閉方向に最高速度で駆動し、ステップＳ４１０でアイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ４１１でこの検出結果を基に原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。これは前述したように、ハイレベルからローレベル、或いはローレベルからハイレベルに変化する個所を原点とし、図１０で示す検出の部分である。もし、この信号を検出しない場合は、ステップＳ４１０に戻り確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ４１６に進む。

ステップＳ４０７で、アイリス機構５０が閉側に位置していた場合にステップＳ４１２に進み、原点検出をモータ駆動で可能な最高速度で行うため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフする。ステップＳ４１３に進み、アイリス機構５０を開方向に最高速で駆動を開始し、ステップＳ４１４でアイリス原点検出手段６０において原点検出出力信号を検出し、ステップＳ４１５でその検出結果を基に原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。この信号を検出しない場合はステップＳ４１４に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ４１６に進む。

ステップＳ４１６では、アイリス相対位置検出手段５９の出力値を検出し、このときの出力値が相対位置信号での原点となる。そして、この検出値を第１原点位置として、ステップＳ４１７で揮発性記憶部７２に記憶する。この記憶値は初期化の開始前の位置からの回転量であり、エンコーダ等から出力される矩形波や正弦波を処理し、ハイレベル／ローレベル矩形波とする。そして、そのエッジを計数し、初期化の開始前の位置からの計数値として記憶する。

ステップＳ４１８に進み、アイリスモータ５６を停止する。原点検出が終り、初期化の開始前の位置に戻すルーチンに進む。ステップＳ４１９で初期化の開始前の位置を揮発性記憶部７２から読み込み、ステップＳ４２０でアイリスモータ５６を速度制御可能とし、記憶した原点位置を微調性するため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオンする。続いて駆動方向を反転し、ステップＳ４２１でアイリスモータ５６により低速駆動を開始する。

そして、ステップＳ４２２でアイリス原点検出手段６０における原点検出出力信号を検出し、ステップＳ４２３でその検出結果を基に、原点エッジ信号を検出したかどうかを判断する。もし、検出しなかった場合はステップＳ４２２に戻って確認を続け、原点エッジ信号を検出するとステップＳ４２４に進み、原点エッジ信号を検出した時点での現在のアイリス機構５０の相対位置を、アイリス相対位置検出手段５９により検出する。

この検出した相対位置と、ステップＳ４１７で検出した第１原点位置をステップＳ４２５で比較し、同じ位置であればステップＳ４２７に進み、一致していなければステップＳ４２６に進む。ステップＳ４２６では、検出した相対位置を第１原点位置に更新して揮発性記憶部７２に記憶する。この位置がアイリス機構５０の基準位置つまり原点となる。

ステップＳ４２７に進み、原点位置が確定したので、初期化の開始前の位置に戻すため、アイリスフィードバック接続スイッチ５８をオフし、ステップＳ４２８でアイリス駆動速度を最高速度に切換える。

そして、ステップＳ４２９でアイリス相対位置検出手段５９によりアイリス機構５０の相対位置の出力値を検出し、ステップＳ４３０で初期化の開始前の位置よりも“１Ｆ”以内かどうかを確認する。もし、初期化の開始前の位置よりも１Ｆ以上手前であればステップＳ４２９に戻り、初期化の開始前の位置よりも指標“１Ｆ”以内の位置まで到達していれば、ステップＳ４３１に進む。

“１Ｆ”以内となると、速度制御動可能状態に戻すため、ステップＳ４３１でアイリスフィードバック接続スイッチ５８をオンし、ステップＳ４３２でオートアイリスモードとする。ステップＳ４３３に進み、現在のアイリス機構５０の相対位置を、アイリス相対位置検出手段５９により検出する。ステップＳ４３４でこの検出した相対位置が、ステップＳ４０５にて記憶した初期化の開始前の位置に到達しているかを判断し、到達していればステップＳ４３５に進み、アイリスモータ５６を停止する。また、到達していなければ、ステップＳ４３３に戻る。

ステップＳ４３６に進み、通常処理を開始し、カメラ装置２からのアイリス制御信号に応じて、アイリス機構５０が駆動制御される。通常の処理状態の時はステップＳ４３７におけるＣＰＵ７０により電源電圧が、基準値以下となったかどうかの確認を行う。もし、基準値以上であればステップＳ４３６に戻り、通常処理を継続する。基準値以下の時はステップＳ４３８に進み、ＣＰＵ７０は外部入出力処理を停止する。

本実施例４によって、電源オン時のアイリスの原点検出処理を、通常のサーボ速度よりも高速化することで、原点検出時間が短縮され、不必要なレンズ装置１の動作をカメラに映し出すことを低減することが可能となる。更に、一度目の原点検出後に、初期化の開始前の位置に戻る際には、再度、駆動速度を低速にした微調モードにより再度原点検出を行うことで、精度良く原点を決めることができる。

更に、二度目の原点検出後に、初期化の開始前の位置に戻る際に、駆動速度を最高速度で駆動した後に、初期化の開始前の位置に復帰する手前で、オートアイリスモードに戻すことで、レンズシステム特有のハンチングを防止することができる。初期化の終了後の撮影開始時の映像に、ハンチング等により映像の明るさが変化してしまうような悪い影響を与えることなく撮影可能となる。

実施例４では、一度目の原点検出後に初期化の開始前の位置に戻る際に、アイリス駆動速度を低速にして、再度、原点を確認し、その後の初期化の開始前の位置に戻る際の駆動速度を最高速度としている。しかし変形例として、その速度はリモートアイリスでの駆動速度としてもよい。

他の変形例として、一度目の原点検出後に、初期化の開始前の位置に戻る際には、アイリス駆動速度を低速にし、再度、原点を確認し、その後の初期化の開始前の位置に戻る際の駆動速度を最高速度としている。しかし、オートアイリスモードとし、初期化の開始前の位置に復帰してもよい。

更に、実施例３、４の変形例として、原点検出後に初期化の開始前の位置に戻る構成としているが、初期化の開始前の位置でなく、原点検出終了時にカメラ装置２から出力されているアイリス制御信号の位置としてもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことは云うまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例１のブロック回路構成図である。 実施例１のフ動作ローチャート図である。 実施例１の動作説明図である。 実施例２の動作フローチャート図である。 実施例２の動作説明図である。 実施例３の動作フローチャート図である。 実施例３の動作説明図である。 実施例４の動作フローチャート図である。 動作フローチャート図である。 実施例４の動作説明図である。

符号の説明

１ レンズ装置
２ カメラ装置
３ レンズケーブル
４ ズームデマンド
４ａ ズームデマンド操作部
４ｂ ズームデマンド指令信号出力手段
５ フォーカスデマンド
５ａ フォーカスデマンド操作部
５ｂ フォーカスデマンド指令信号出力手段
１０ ズームレンズ光学系
１２ ズームリング
１４ ズーム制御信号演算手段
１６ ズームモータ
１８ ズームフィードバック接続スイッチ
１９ ズーム相対位置検出手段
２０ ズーム原点検出手段
２１ ズームスイッチ
２２ ズーム速度指令信号発生手段
２３ ズーム速度指令信号演算手段
３０ フォーカスレンズ光学系
３２ フォーカスリング
３４ フォーカス制御信号演算手段
３６ フォーカスモータ
３８ フォーカスフィードバック接続スイッチ
３９ フォーカス相対位置検出手段
４０ フォーカス原点検出手段
５０ アイリス機構
５１ アイリス電動／手動切換スイッチ
５２ アイリスリング
５４ アイリス制御信号演算手段
５６ アイリスモータ
５８ アイリスフィードバック接続スイッチ
５９ アイリス相対位置検出手段
６０ アイリス原点検出手段
７０ ＣＰＵ
７１ レンズ情報表示部
７２ 揮発性記憶部

Claims (3)

1. アイリス羽根を保持するアイリス機構の基準位置を検出する初期化モードと、光量を一定に保つように前記アイリス機構の駆動を制御するオートアイリスモードとで動作可能で、前記アイリス機構の相対位置を制御するレンズ装置であって、
   前記アイリス機構と、
   前記アイリス機構を駆動する駆動手段と、
   前記アイリス機構の基準位置を検出する原点検出手段と、
   前記初期化モードでの動作前の位置である、前記アイリス機構の初期位置を基準として、前記初期位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、
   電源投入後の前記初期化モードでの動作に際して、前記駆動手段により前記オートアイリスモードでの動作中よりも速い駆動速度で前記アイリス機構を駆動させ、前記原点検出手段により前記基準位置の検出を行う制御手段と、
   を備え、
   前記初期化モードでの動作中において、前記制御手段が、前記原点検出手段により前記基準位置の検出を行った後、前記アイリス機構を前記初期位置に戻すように構成されている、
   ことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記基準位置の検出を行った後に前記アイリス機構を前記初期位置に戻す際、前記アイリス機構が前記初期位置に戻る前に、前記初期化モードから前記オートアイリスモードに切り替えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記初期化モードにおいて、前記アイリス機構が前記基準位置を通過することにより前記原点検出手段により前記基準位置の１回目の検出を行った後、前記アイリス機構が駆動方向を反転して再び前記基準位置を通過することにより前記基準位置の２回目の検出を行っており、
   前記１回目の検出の際の前記アイリス機構の駆動速度が、前記２回目の検出の際の前記アイリス機構の駆動速度よりも速いことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。

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