JP5535977B2 - ズーム機構保護装置及びズーム機構保護プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ズーム機構保護装置及びズーム機構保護プログラムに係り、特に、ビデオカメラ用レンズのズーム機構保護装置及びズーム機構保護プログラムに関する。

ハンドヘルド・テレビカメラ用レンズは、ズーム機能を備えていることが一般的であり、そのためにズーム機構を具備している。このズーム機構には、手動操作用と電動モータの動作による電動操作用の機械的切り替えと、ズームモータのオフ時の回路切断用リレーが使われおり、手動モードと電動モードでの使用を明確に切り分けている。

このようなテレビカメラ用レンズでは、カメラマン等の操作者の操作性向上や、ズーム機構の保護が必要である。

特許文献１には、レンズ交換式のカメラシステムが開示されている。この文献では、ズームモータへの電力供給が異常か否かを検知し、異常を検知したときにズームモータへの電力供給を遮断している。

また、特許文献２には、ズームモータの回転速度を可変にするため、感圧抵抗を設けて感圧力に応じてモータ駆動回路への給電を制御する技術が開示されている。

また、特許文献３には、フォーカス環の回動抵抗について、オートフォーカス時よりマニュアルフォーカス時の手動操作時の操作感を、機械的回動抵抗により得る技術が開示されている。

特開２００４−１７１０１７号公報 特開平１−２５９３１２号公報 特開平８−３３４６７４号公報

しかしながら、大型のテレビカメラ用レンズでは、カメラマン等の操作者が電動モードで電動操作中にズームレバーに何らかの外圧を加えてしまったり、意図的に手動ズームレバーを操作し、モータロック、手動反転、正転動作を行う場合がある。この場合、電力供給異常による対応は困難であった。このような過酷な取り扱いに対してズーム機構を保護するために、モータ・ギヤヘッドにメ力的なスリップ機構を備えたギヤヘッドを採用したり、ズームレバー部の強度を確保したりすることで、コスト高になったり複雑な設計が要求されていた。

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、電気的にズームモータ動作の異常を検出してズーム機構を保護することができるズーム機構保護装置及びズーム機構保護プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明のズーム機構保護装置は、ズームモータを有するズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出手段と、前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出手段と、前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出手段と、前記ズームモータと直列に接続したスイッチ回路と、前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御手段と、を備えている。

この発明によれば、ズームモータの駆動電流、ズーム位置が所定範囲を超えときに異常操作としてズームモータに直列接続したスイッチ回路を一定時間オフさせる構成としたため、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できる。

請求項２に記載の発明では、前記ズーム機構は、前記ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されたことを特徴とする。

大型ビデオカメラ用レンズはズーム機構として、ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されている場合が多い。このようなカメラ用レンズでは、ズーム機構の電動動作中に操作者が意図的に手動操作を介在させると、電動動作中のために操作者が違和感を感じてしまう。そこで、ズームモータの駆動電流、ズーム位置が所定範囲を超えときに異常操作としてズームモータに直列接続したスイッチ回路を一定時間オフさせる構成とすることで、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できることに加え、操作者の操作を中断させることがなく、違和感を抑えつつ操作を継続させることができる。

請求項３に記載の発明では、前記電流検出手段は、前記ズームモータの順方向のモーター電流を検出し、前記異常検出手段は、予め設定されたモーター電流以上の値を一定時間検出した場合に異常操作として検出することを特徴とする。

ズームモータを駆動させているときは、ズームモータが順方向に回転しているので、そのモーター電流を検出することで、ズーム機構に付与される過大な付与力を検知でき、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できる。

請求項４に記載の発明では、前記電流検出手段は、前記ズームモータの逆方向のモーター電流を検出し、前記異常検出手段は、予め設定されたモーター電流以上の値を一定時間検出した場合に異常操作として検出することを特徴とする。

ズームモータを駆動させているときに逆のズーム操作を行おうとすると、ズームモータは逆方向に回転するので、そのモーター電流を検出することで、ズーム機構に付与される過大な付与力を検知でき、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できる。

請求項５に記載の発明では、前記異常検出手段は、前記位置検出手段の検出値に基づいて、前記ズーム機構の動作中に該ズーム機構の動作として予め定めた許容範囲を超えた所定時間の位置変化を検出することにより異常操作を検出することを特徴とする。

ズームモータを駆動させているとき、ズームモータは指示に従って回転しているので、そのズーム位置を検出することで、指示から逸脱したズーム機構に付与される過大な付与力を検知でき、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できる。

請求項６に記載の発明では、前記異常検出手段は、前記位置検出手段の検出値に基づいて、ズーム位置について逆方向の所定距離の移動を検出した場合に、異常操作として検出することを特徴とする。

ズームモータ駆動中に逆のズーム操作を行おうとすると、ズーム位置は逆方向になるので、そのズーム位置を検出することで、ズーム機構に付与される過大な付与力を検知でき、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できる。

請求項７に記載の発明では、前記スイッチ回路に、所定値の抵抗を並列接続した抵抗手段を更に備えたことを特徴とする。

ズームモータに直列接続したスイッチ回路をオフさせると、ズーム機構を手動操作しようとする場合、トルクが極端に小さくなる。そこで、スイッチ回路に抵抗を並列接続することで、ズーム機構にトルクを付与することができ、操作の違和感を軽減できる。

請求項８に記載の発明では、前記抵抗手段は、前記ズームモータ停止時に、ズーム機構の自重による変動で生じるズームモータの電力を相殺するように設定された抵抗値の抵抗であることを特徴とする。

大型ビデオカメラ用レンズのズーム機構は、大型になりがちであり、ズーム機構自体が一定の重量を有することになる。このため、スイッチ回路をオフした場合、ズーム機構の重量によるトルクがズーム機構非動作時のトルクを超えてしまい、ズーム機構が自然動作してしまう場合がある。そこで、ズーム機構の自重による変動で生じるズームモータの電力を相殺するように設定された抵抗値の抵抗をスイッチ回路に並列接続することで、ズーム機構の自重による動作を抑制できる。

請求項９に記載の発明のズーム機構保護方法は、直列にスイッチ回路が接続されたズームモータを有し該ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されたズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出工程と、前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出工程と、前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出工程と、前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御工程と、を含む。

請求項９に記載の発明のズーム機構保護プログラムは、直列にスイッチ回路が接続されたズームモータを有し該ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されたズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出ステップと、前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出ステップと、前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出ステップと、前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御ステップと、の各ステップをコンピュータに実行させるズーム機構保護プログラムである。

請求項１０に記載の発明のズーム機構保護プログラムは、ズーム機構の自重による変動で生じるズームモータの電力を相殺するように設定された所定値の抵抗を並列接続したスイッチ回路が直列に接続されたズームモータを有し該ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されたズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出ステップと、前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出ステップと、前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出ステップと、前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御ステップと、の各ステップをコンピュータに実行させるズーム機構保護プログラムである。

本発明によれば、ズームモータの駆動電流、ズーム位置が所定範囲を超えときに異常操作としてズームモータに直列接続したスイッチ回路を一定時間オフさせる構成としたため、ズーム機構に対する外部からの負荷付与からズーム機構を保護できる、という効果を有する。

第１実施形態に係るズーム機構保護装置の概略ブロック図である。 第１実施形態に係るズーム機構保護処理のフローチャートである。 モータ電流と検出電圧の関係を示す特性図である。 第２実施形態に係るズーム機構保護処理のフローチャートである。 第２実施形態に係るズーム機構保護装置におけるタイムチャートである。 第３実施形態に係るズーム機構保護処理のフローチャートである。 第３実施形態に係るズーム機構保護装置におけるタイムチャートである。 第４実施形態に係るズーム機構保護装置の概略ブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）

図１に、本実施形態に係るズーム機構保護装置１０の概略ブロック図を示した。ズーム機構保護装置１０は、モータ駆動回路部１２、制御回路部１４、ズーム機構部１６、電流帰還回路部２２、スイッチ回路部２８、及び電流検出回路部３６を含んで構成されている。

制御回路部１４は、ＣＰＵを含むコンピュータ構成とされており、後述する処理を実行するためのプログラムが記憶されている。また、この制御回路部１４には、図示しない大型テレビカメラ用レンズに具備された電動ズームスイッチ５４からの動作速度指示量が入力されるように、電動ズームスイッチ５４が接続されている。また、図示しない大型テレビカメラ用レンズには手動ズームレバー５２が具備されており、図示しない大型テレビカメラ用レンズに具備された光学系５０について手動にてズーム操作ができるようになっている。この光学系５０は、ズーム機構部１６によって電気的にズーム操作が可能に構成されている。すなわち、光学系５０は、ズーム機構部１６による電動モード及び手動ズームレバー５２による手動モードの双方にてズーム操作できるようになっている。なお、光学系５０は、ズーム機構の他に、例えば複数の光学レンズから成るレンズ群、絞り調整機構、及び自動焦点調節機構等を含んで構成されている。

ズーム機構部１６は、ズームモータ１８、及び位置センサ２０を含んで構成されている。位置センサ２０は位置検出回路４８の検出センサであり、ポテンショメータ等の計測器により構成することができる。位置検出回路４８は、位置センサ２０による検出信号によりズーム位置を検出し、制御回路部１４へ出力するようになっており。電流帰還回路部２２は、直列に接続された抵抗２４及び抵抗２６を含んで構成されている。スイッチ回路部２８は、リレースイッチ３０、トランジスタ３２、および抵抗３４を含んで構成されている。電流検出回路部３６は、抵抗３８、及び増幅器４０を含んで構成されている。

モータ駆動回路部１２は、ズーム機構部１６のズームモータ１８を回動させるための電力供給を行うためのものであり、ズームモータ１８の一端へ至る電気経路４２と、ズームモータ１８の他端へ至る電気経路４４が接続されている。この電気経路４２と電気経路４４のモータ駆動回路部１２側には直列に接続された抵抗２４と抵抗２６との電流帰還回路部２２が並列に接続されており、抵抗２４と抵抗２６との接続点は、モータ駆動回路部１２に接続され、モータ駆動回路部１２へ電流帰還値が入力されるようになっている。

電気経路４２は、電流検出回路部３６の抵抗３８が直列に接続されている。抵抗３８のモータ駆動回路部１２側は増幅器４０の一方の入力端に接続され、抵抗３８の他方側は増幅器４０の他方の入力端に接続されている。増幅器４０の出力側は、制御回路部１４に接続され、電流検出回路部３６で検出される電流値が制御回路部１４に入力されるようになっている。

また、制御回路部１４には、ズーム機構部１６の位置センサ２０により検出されるズームモータ１８の位置を示す信号が入力されるようになっている。

電気経路４４は、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓがズームモータ１８に対し直列に接続される。３０の制御部３０Ｇは、一端が抵抗３４を介して電源に接続され、他端は３２のコレクタ側に接続される。トランジスタ３２は、エミッタが接地され、ベースが信号線４６を介して制御回路部１４に接続される。これにより、制御回路部１４がトランジスタ３２を作動させるために信号線４６を介して制御信号（ハイレベル信号）をトランジスタ３２へ印加することにより、リレースイッチ３０の制御部３０Ｇがスイッチ回路部２８のリレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓをスイッチオンさせ、電気経路４４を導通状態に設定する。一方、トランジスタ３２の作動を終了させるために信号線４６を介して停止信号（ローレベル信号）をトランジスタ３２へ印加することにより、リレースイッチ３０の制御部３０Ｇがスイッチ部３０Ｓをスイッチオフさせ、電気経路４４を非導通状態（信号遮断）に設定する。

なお、図示しないテレビカメラ用レンズのズーム機構部１６は、光学系５０の手動操作による手動モードとズームモータ１８による電動操作による電動モードの機械的切替スイッチ（図示省略）を備えており、図示しない機械的切替スイッチに連動して手動動作時、そして電源オフ時には、回路遮断用として、リレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓをオンオフさせるようになっている。

すなわち、手動モードから電動モードへの切替と共に、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）がオンされる。一方、電動モードで５４により操作された情報は制御回路部１４を介し、モータ駆動回路部１２に伝えられ、設計されたアンプゲインに応じた電圧が、ズームモータ１８の両端に印加される。

また、ズーム機構部１６には、大きな動作トルクが必要でなるため、電流帰還回路部２２によってモータ駆動回路部１２に正帰還動作をかけ、動作トルクが上昇するとモーター両端電圧を上げて動作トルクに対応するようにしている。

電源オフ時には、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）を切断し、逆起電力で発生するトルクによるモーター・ギヤヘッド及び、ズーム機構部の保護を行っている。

本実施形態では、以下に詳細を説明するように、ズーム機構保護装置１０によって、リアルタイムで正帰還動作を行う電流帰還動作を邪魔しないように、電流検出回路部３６、位置検出回路の値から異常操作を検出し、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）をオフさせ、一定時間後に再復帰(ショート)させることで操作を中断させる事なく、汎用のモータードライブ回路でも対応することを可能にしている。

次に、本実施形態の作用として、制御回路部１４で実行される処理について、図２に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、図２に示す処理は、電動モードによるズーム処理を実行するように指示された場合に実行される。

制御部２４は、電動ズームスイッチ５４により電動モードでのズーム処理の実行が指示されると、電動モードでの処理を開始する。

まずステップ１００では、信号線４６へ制御信号（ハイレベル信号）を出力する。これによって、リレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓがオンされ、ズーム機構部１６のズームモータ１８は電気的にモータ駆動回路部１２と接続される。次のステップ１０２では、電動ズームスイッチ５４の押し込み量に応じた動作速度指示量を読み取り、次のステップ１０４においてモータ駆動回路部１２に対して動作速度指示量を出力（ＤＡＣ値出力）してズーム機構部１６を動作させるように指示する。これにより、モータ駆動回路部１２は、動作速度指示量（ＤＡＣ値）でズームモータ１８が動作するよう、電力供給を行い、ズームモータ１８が正転動作または反転動作を行う。

次のステップ１０６では、電流検出回路部３６からの信号を読み取ることで、ズームモータ１８が正転動作または反転動作しているときのモータ電流Ｉｘを検出する。このモータ電流Ｉｘの検出はモニタリングによる常時監視でもよく、サンプリングによる逐次監視でもよい。

ここで、ズームモータ１８の回転動作により光学系５０のズーム処理が行われているとき、光学系５０に対して、手動ズームレバー５２による操作や光学系５０を手動にて拘束する等の負荷が付与されると、ズームモータ１８に対する負荷となり、電流帰還回路部２２により正帰還が加わり、モータ駆動回路部１２は、モータ電流Ｉｘを増加させる。このため、本実施形態では、ズームモータ１８に対する負荷が所定値を超えると異常操作がなされた状態であるとして、ズームモータ１８のモータ電流Ｉｘの閾値を予め設定している。ここでは、閾値として、電流検出回路部３６からの出力である検出電圧Ｖを定めている。具体的には、図３に示すように、予め実験で求めた、ズームモータ１８の正転動作時の閾値を正転動作閾値Ｖｔｈ１、反転動作時の閾値を反転動作閾値Ｖｔｈ２と設定している。これら正転動作閾値Ｖｔｈ１，反転動作閾値Ｖｔｈ２は、制御回路部１４内の図示しないメモリに予め記憶されている。

次に、ステップ１０８において、ズーム機構部１６に対して異常操作がなされたか否かを判断する。具体的には、モータ電流Ｉｘすなわち電流検出回路部３６による検出電圧Ｖｘが正転動作閾値Ｖｔｈ１〜反転動作閾値Ｖｔｈ２に収まっているか否かを判断する（Ｖｔｈ１＞Ｖｘ＞Ｖｔｈ２）。

ズームモータ１８の通常動作中、すなわち過負荷状態にないときは、ステップ１０８で否定され、駆動完了まで（ステップ１２０で肯定されるまで）、処理を繰り返す。なお、ズームモータ１８の通常動作中は、後述するリレースイッチ３０のオフ状態にはないため、ステップ１１６で否定され、ステップ１２０へ進む。ステップ１２０では、ズームモータ１８の駆動が完了したか否かを判断し、肯定されると、ステップ１２２へ進み、モータ駆動回路部１２へ完了指示を出力し、本ルーチンを終了する。一方ステップ１２０で否定されると、ステップ１０６へ戻る。

一方、異常操作がなされたとき、すなわち検出電圧Ｖｘが正転動作閾値Ｖｔｈ１〜反転動作閾値Ｖｔｈ２を超えたとき、ステップ１０８で肯定され、ステップ１１０へ進み閾値を超える継続時間をカウントし、継続時間が１秒以上になると（ステップ１１２で肯定）、リレースイッチ３０をオフしたのち（ステップ１１４）、ステップ１０６へ戻り、モータ電流の検出を繰り返す。このステップ１１４では、信号線４６へ制御信号（ローレベル信号）を出力する。これによって、リレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓがオフされ、ズーム機構部１６のズームモータ１８はモータ駆動回路部１２と電気的に遮断される。一方、継続時間が１秒未満のときは（ステップ１１２で否定）、ステップ１１６へ進む。

すなわち、継続時間が１秒以上継続しているときに、検出電圧Ｖｘが正転動作閾値Ｖｔｈ１〜反転動作閾値Ｖｔｈ２になると、リレースイッチ３０をオフする繰り返しループ処理を終了する。なお、リレースイッチ３０をオフする繰り返しループ処理は、ステップ１１４の処理後に一定時間（例えば１秒）経過したのち、ステップ１１６へ進むようにしてもよい。

ステップ１１６では、リレースイッチ３０がオフであるか否かを判断し、肯定されるとステップ１１８へ進み、上記ステップ１１４でオフしたリレースイッチ３０をオンする。すなわち、リレースイッチ３０のオフを解除する。この処理では、上記ステップ１００と同様に、信号線４６へ制御信号（ハイレベル信号）を出力することで、リレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓがオンされ、ズーム機構部１６のズームモータ１８は電気的にモータ駆動回路部１２と接続されることになる。

なお、本実施形態では、ステップ１１６及び１１８において、リレースイッチ３０を復帰させる処理を実行しているが、これらの処理を省略して、リレースイッチ３０がオフである状態を維持したままにしても良い。また、ステップ１１６及び１１８の処理は予め設定によって実行の可否を選択させるようにしてもよい。さらに、ステップ１１８の処理を、本ルーチンを強制的に終了させる処理に代えても良い。

このように、本実施形態のズーム機構保護装置１０では、リアルタイムで正帰還動作を行う電流帰還動作を邪魔しないように、電流検出回路部３６の値から異常操作を検出し、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）をオフさせ、一定時間後に再復帰(ショート)させることで操作を中断させることなく、ズーム機構部１６の保護を可能とすると共に、カメラマン等の操作者に対する積極的な支援を可能にすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態は、第１実施形態におけるズームモータ１８が駆動しているときのモータ電流Ｉｘの閾値による異常操作の判定に加えて、ズームモータ１８のズーム位置による判定を追加したものである。このため、構成は、第１実施形態と同様である。

次に、本実施形態の作用として、制御回路部１４で実行される処理について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、図４に示す処理は、図２に示す処理のステップ１０８とステップ１１６の間にステップ１３０〜ステップ１３６を追加したものである。

制御部２４は、電動ズームスイッチ５４による電動モードでの処理開始指示によって、リレースイッチ３０がオンされ、ズームモータ１８が電気的にモータ駆動回路部１２と接続され、ズームモータ１８が正転動作または反転動作を行う（ステップ１００〜１０４）。次に、ズームモータ１８のモータ電流Ｉｘによる異常操作の検出を行い、異常操作であるとき（Ｖｘ＞Ｖｔｈ１またはＶｘ＜Ｖｔｈ２）、継続時間が１秒以上になるとリレースイッチ３０をオフする（ステップ１０６〜１１４）。

ズームモータ１８の回転動作により光学系５０のズーム処理が行われているとき、光学系５０に対して、手動ズームレバー５２による操作や光学系５０を手動にて拘束する等の負荷が付与されると、ズームモータ１８が動作しているにも係わらずズーム位置は停止状態の場合がある。このため、本実施形態では、ズームモータ１８が動作中にあるとき、ズーム位置が一定状態を保持しているとき異常操作がなされた状態であるとしている。

そこで、ステップ１３０において、ズーム機構部１６に対して異常操作がなされたか否かを判断する。具体的には、まず、位置センサ２０からの信号（電圧位置）を読み取ることで、ズームモータ１８によるズーム位置を検出する。このズーム位置の検出はモニタリングによる常時監視でもよく、サンプリングによる逐次監視でもよい。すなわち、本実施形態では、電流検出回路部３６のモータ電流Ｉｘの検出に加えてズーム位置検出を行う。つぎに、ズーム位置が一定状態を保持しているか否かを判断する。例えば、ズーム位置すなわち位置センサ２０による電圧について単位時間当たりの変動量が所定範囲内に収まっているか否かを判断する。この単位時間当たりの変動量が所定範囲は、光学系５０を手動にて拘束する等により予め決定される位置センサ２０の電圧幅である。

ズームモータ１８の通常動作中、すなわちズーム位置が一定状態を保持していないときは、ステップ１３０で否定され、駆動完了まで（ステップ１２０で肯定されるまで）、上記と同様に、処理を繰り返す。

一方、ズーム位置が一定状態を保持された異常操作がなされたとき、ステップ１３０で肯定され、ステップ１３２へ進み、その保持時間をカウントし、保持時間が１秒以上になると（ステップ１３４で肯定）、リレースイッチ３０をオフしたのち（ステップ１３６）、ステップ１０６へ戻り、上記検出を繰り返す。一方、保持時間が１秒未満になると（ステップ１３４で否定）、ステップ１１６へ進む。

すなわち、保持時間が１秒以上継続した後に、保持時間が１秒未満になると、リレースイッチ３０をオフする繰り返しループ処理を終了する。なお、リレースイッチ３０をオフする繰り返しループ処理は、ステップ１１４の処理後に一定時間（例えば１秒）経過したのち、ステップ１１６へ進むようにしてもよい。

図５には、ズーム位置（電圧）、動作速度指示量（ＤＡＣ）、リレースイッチの制御信号（ハイレベル信号、ローレベル信号）、電流検出回路部３６による検出電圧Ｖｘ、の各々についてのタイムチャートを示した。図５の例では、検出電圧Ｖｘが正転動作閾値Ｖｔｈ１を超えたとき（時刻ｔ０）、ズーム位置が一定状態を保持している場合を示している。継続時間または保持時間（ｔ１−ｔ０）が１秒以上になると、リレースイッチ３０が一定時間（図５では１秒、ｔ２−ｔ１）オフされ、その後に復帰させている。

このように、本実施形態のズーム機構保護装置１０では、リアルタイムで正帰還動作を行う電流帰還動作を邪魔しないように、位置センサ２０からの信号（電圧位置）から異常操作を検出し、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）をオフさせ、一定時間後に再復帰(ショート)させることで操作を中断させることなく、ズーム機構部１６の保護を可能とすると共に、カメラマン等の操作者に対する積極的な支援を可能にすることができる。

（第３実施形態）

次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態は、第１実施形態におけるズームモータ１８のモータ電流Ｉｘの閾値による異常操作の判定に代えて、ズームモータ１８のズーム速度により判定するものである。ズーム速度は、ポテンショメータ等の位置センサ２０からの単位時間当たりのパルス数を計算することで演算できる。このため、構成は、第１実施形態と同様である。なお、位置センサ２０に代えて、ＭＲセンサー等の速度計測センサを備えるようにしても良い。

次に、本実施形態の作用として、制御回路部１４で実行される処理について、図６に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、図６に示す処理は、電動モードによるズーム処理を実行するように指示された場合に実行される。

制御部２４は、電動ズームスイッチ５４により電動モードでのズーム処理の実行が指示されると、電動モードでの処理を開始する。

まず、リレースイッチ３０のスイッチ部３０Ｓをオンさせ、ズームモータ１８とモータ駆動回路部１２とを電気的に接続させる（ステップ１００）。次のステップ１４０では、電動ズームスイッチ５４が停止位置（センター位置）あることを読み取り、次のステップ１４２においてモータ駆動回路部１２に対して動作速度指示量を出力（ＤＡＣ値出力）する。すなわち、テレ側ズーム位置とワイド側ズーム位置の中間に、ズーム位置となるように指示する。これにより、モータ駆動回路部１２は、動作速度指示量（ＤＡＣ値）でズームモータ１８が動作するよう、電力供給を行い、ズームモータ１８が正転動作または反転動作を行う。

次のステップ１４４では、位置センサ２０からの単位時間当たりのパルス数を計算することでことで、ズームモータ１８のズーム速度Ｓｘを検出する。このズーム速度Ｓｘの検出はモニタリングによる常時監視でもよく、サンプリングによる逐次監視でもよい。

ここで、ズームモータ１８の動作により光学系５０のズーム処理が行われているとき、光学系５０に対して、手動ズームレバー５２による操作や光学系５０を手動にて拘束する等の負荷が付与されると、ズームモータ１８によるズーム速度Ｓｘは変動する。例えば、センター位置へ向かう途中で順方向にさらに加速されたり、停止されたりすると、ズームモータ１８の回転に応じた単位時間当たりのパルス数から逸脱したパルス数となる。このため、本実施形態では、ズームモータ１８のズーム速度として検出するパルス数が所定値を超えると異常操作がなされた状態であるとし、ズームモータ１８のズーム速度として検出するパルス数の閾値を予め設定している。ここでは、閾値として、順方向及び反転方向のそれぞれについて移動パルス（例えば２パルス）と反転パルス（例えば２パルス）とを定めている。これらのパルス数は、制御回路部１４内の図示しないメモリに予め記憶されている。

次に、ステップ１４６において、ズーム機構部１６に対して異常操作がなされたか否かを判断する。具体的には、ズームモータ１８の順方向の動作速度が変動したか否かを判断する。

異常操作がなされたとき、すなわちズームモータ１８の順方向の動作速度が変動したとき、ステップ１４６で肯定され、ステップ１４８へ進み移動パルスをカウントし、２パルス以上になると（ステップ１５０で肯定）、リレースイッチ３０をオフしたのち（ステップ１５２）、ステップ１４４へ戻り、ズーム速度の検出を繰り返す。一方、移動パルスが２パルス未満のときは（ステップ１５０で否定）、ステップ１６２へ進む。

次に、ステップ１５４では、ズームモータ１８の反転方向の動作速度が変動したとき、または反転方向に動作速度が変動したとき、ステップ１５４で肯定され、ステップ１５６へ進み反転パルスをカウントし、２パルス以上になると（ステップ１５８で肯定）、リレースイッチ３０をオフしたのち（ステップ１６０）、ステップ１４４へ戻り、ズーム速度の検出を繰り返す。一方、反転パルスが２パルス未満のときは（ステップ１５８で否定）、ステップ１６２へ進む。

ステップ１６２では、リレースイッチ３０がオフであるか否かを判断し、肯定されるとステップ１６４へ進み、上記ステップ１５２または１６０でオフしたリレースイッチ３０をオンする。すなわち、リレースイッチ３０のオフを解除する。

なお、ズームモータ１８の通常動作中は、ステップ１４６、１５４及び１６２で否定され、駆動完了まで（ステップ１６６で肯定されるまで）、処理を繰り返す。ステップ１６６では、電動ズームスイッチ５４を読み取りズームモータ１８の駆動が完了したか否かを判断し、肯定されると、ステップ１６８へ進み、モータ駆動回路部１２へ完了指示を出力し、本ルーチンを終了する。一方、ステップ１６６で否定されると、ステップ１４４へ戻る。

図７には、ズーム速度、動作速度指示量（ＤＡＣ）、リレースイッチの制御信号（ハイレベル信号、ローレベル信号）、電流検出回路部３６による検出電圧Ｖｘ、の各々についてのタイムチャートを示した。図７の例では、ズームモータ１８の正転方向の動作速度と反転方向の動作速度とが順に変動した場合、それずれについて、リレースイッチ３０を一定時間オフさせ、その後に復帰させた場合を示している。

このように、本実施形態のズーム機構保護装置１０では、リアルタイムで正帰還動作を行う電流帰還動作を邪魔しないように、位置センサ２０からの信号に基づくズーム速度から異常操作を検出し、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）をオフさせ、一定時間後に再復帰(ショート)させることで操作を中断させることなく、ズーム機構部１６の保護を可能とすると共に、カメラマン等の操作者に対する積極的な支援を可能にすることができる。

（第４実施形態）

次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

本実施形態が第１実施形態と異なるのは、スイッチ回路部２８がリレースイッチ３０に並列接続したトルク調整部８０を備えた点であり、その他は第１実施形態と同様である。なお、このトルク調整部８０は、光学系５０の自重によるズームモータ１８の回転により生起される電力を相殺する抵抗値の抵抗８２で構成されている。

上記各実施形態において、リレースイッチ３０をオフしたとき、モータ駆動回路部１２はオープン状態となり、４２と４４とで１８を接続したことで保護回路を構成したときに比べて、極端に負荷が小さく（トルクが軽く）なる。

そこで、本実施形態では、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０と並列に、抵抗８２からなるトルク調整部８０を接続する。並列に接続された抵抗８２は、抵抗値が無限大に大きい場合には逆起電力の発生が無くなり、リレーオフと同時に急に軽いトルクに切り替わるが、抵抗８２のトルク調整のための抵抗値を調整することで、リレーオフ時の操作トルクを適度に残すことができる。

また、抵抗８２の抵抗値を調整することで、光学系５０の自重でリレースイッチオフ時にズーム機構部１６が自然に作動したかのように動くことを抑制することができる。

このように、本実施形態のズーム機構保護装置１０では、リアルタイムで正帰還動作を行う電流帰還動作を邪魔しないように、異常操作を検出し、スイッチ回路部２８のリレースイッチ３０（スイッチ部３０Ｓ）をオフさせ、一定時間後に再復帰(ショート)させることで操作を中断させることなく、ズーム機構部１６の保護を可能とすると共に、カメラマン等の操作者に対する積極的な支援を可能にすることができる。さらに、トルク調整部を追加することによって、リレースイッチオフ時にトルクを付与できるので操作感を向上させることができる。また、トルク調整部を追加することによって、大型のテレビカメラ用レンズにあって、自重によるズーム機構の自然動作を抑制でき、意図しないズーム動作を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態では、電気的にズームモータ動作の異常を検出し、スリップ調整の設定が不要でコストの掛からない保護機能を果たすリレー保護装置を提供すると共に、保護作動時の残トルクを任意に調整する電気的調整手段を得ることによりズーム機構部の保護を行うと共に、カメラマンの要求操作に対し、積極的な支援とその操作性を確保することができる。

なお、上記実施形態では、ビデオカメラ用レンズのズーム機構に対する保護機能について説明したが、ビデオカメラとズームレンズとが一体構造の撮像装置に対して本発明が適用可能であることは勿論である。また、ビデオカメラ側に各種制御部や操作部が配置され、レンズを駆動する、例えばレンズ交換式のカメラシステムに本発明は適用することができる。

１０ ズーム機構保護装置
１２ モータ駆動回路部
１４ 制御回路部
１６ ズーム機構部
２２ 電流帰還回路部
２８ スイッチ回路部
３０ リレースイッチ
３６ 電流検出回路部
４８ 位置検出回路
５０ 光学系
５２ 手動ズームレバー
５４ 電動ズームスイッチ
８０ トルク調整部

Claims (10)

1. ズームモータを有するズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出手段と、
   前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出手段と、
   前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出手段と、
   前記ズームモータと直列に接続したスイッチ回路と、
   前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御手段と、
   を備えたズーム機構保護装置。
2. 前記ズーム機構は、前記ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成された
   ことを特徴とする請求項１に記載のズーム機構保護装置。
3. 前記電流検出手段は、前記ズームモータの順方向のモーター電流を検出し、
   前記異常検出手段は、予め設定されたモーター電流以上の値を一定時間検出した場合に異常操作として検出する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズーム機構保護装置。
4. 前記電流検出手段は、前記ズームモータの逆方向のモーター電流を検出し、
   前記異常検出手段は、予め設定されたモーター電流以上の値を一定時間検出した場合に異常操作として検出する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のズーム機構保護装置。
5. 前記異常検出手段は、前記位置検出手段の検出値に基づいて、前記ズーム機構の動作中に該ズーム機構の動作として予め定めた許容範囲を超えた所定時間の位置変化を検出することにより異常操作を検出する
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のズーム機構保護装置。
6. 前記異常検出手段は、前記位置検出手段の検出値に基づいて、ズーム位置について逆方向の所定距離の移動を検出した場合に、異常操作として検出する
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のズーム機構保護装置。
7. 前記スイッチ回路に、所定値の抵抗を並列接続した抵抗手段を更に備えた
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のズーム機構保護装置。
8. 前記抵抗手段は、前記ズームモータ停止時に、ズーム機構の自重による変動で生じるズームモータの電力を相殺するように設定された抵抗値の抵抗である
   ことを特徴とする請求項７に記載のズーム機構保護装置。
9. 直列にスイッチ回路が接続されたズームモータを有し該ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されたズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出ステップと、
   前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出ステップと、
   前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出ステップと、
   前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御ステップと、
   の各ステップをコンピュータに実行させるズーム機構保護プログラム。
10. ズーム機構の自重による変動で生じるズームモータの電力を相殺するように設定された所定値の抵抗を並列接続したスイッチ回路が直列に接続されたズームモータを有し該ズームモータを駆動させることによる電動動作及び操作者の手動操作による手動動作の双方の動作が可能に構成されたズーム機構を具備した大型ビデオカメラ用レンズにおける前記ズームモータの駆動電流を検出する電流検出ステップと、
    前記ズーム機構のズーム位置を検出する位置検出ステップと、
    前記電流検出手段及び前記位置検出手段の少なくとも一方の検出値が予め定めた所定範囲を超えることを検知することにより異常操作を検出すると共に、前記異常操作が検出された後に前記検出値が前記所定範囲内になったことを検知することにより異常操作解除を検出する異常検出ステップと、
    前記異常操作が検出された場合に、前記スイッチ回路を一定時間オフさせると共に、前記異常操作解除が検出された場合に、前記スイッチ回路をオンさせる制御ステップと、
    の各ステップをコンピュータに実行させるズーム機構保護プログラム。