JP7154974B2 - 操作装置、レンズ装置、および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、操作装置、レンズ装置、および撮像装置に関する。

テレビレンズ装置やビデオレンズ装置などのレンズ装置（光学装置）は、ズーム用レンズ群やフォーカス用レンズ群、アイリス等の可動の光学部材を備え、これらの駆動速度の制御を行えるようになっているものが多い。例えば、ズーム用レンズ群は、ズームデマンドともいわれる操作装置を用いることにより、操作者の要求に応じて可変の速度で操作（移動）しうる。

ところで、レンズ装置を用いての撮影は、様々な撮影手法が採られる。その１つとして、一定速度でのズーミングがある。そのような定速ズーミングは、何度も繰り返されうる。そのため、予め記憶した駆動速度で予め記憶した駆動方向にズーム用レンズ群を駆動する機能（以下、スピードプリセット機能ともいう）を有するレンズ装置がある。

特許文献１は、スピードプリセット機能の操作性を改善するため、スピードプリセット機能を実行している間に、操作者が駆動速度を微調整できるようにした光学装置を開示している。

特許第３４５０７９３号公報

ズームレンズ等の光学装置における可動の光学部材は、光学部材の重さや、光学装置の姿勢（傾き）・温度・特性（サーボ性能等）により、滑らかに動き出すことができる最低速度が異なる。よって、例えば、スピードプリセット機能において極低速度を記憶した場合に、光学装置の種類や状態によっては、記憶した当該速度で光学部材が動き出せないことがある。

特許文献１に開示された光学装置は、光学部材が動き出さない場合に、設定速度を高くする操作をしうるが、操作が煩雑になってしまう。

また、レンズの動き出しを確実にするために、そのような極低速度をプリセットできないようにしてしまうと、当該極低速度でも光学部材が動き出せる光学装置に対して無用な制限を与えることになってしまう。
本発明は、例えば、操作性の点で有利な操作装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の操作装置は、光学部材の速度制御のための制御部を介して前記光学部材の駆動を操作する操作装置であって、前記光学部材の速度制御のための速度指令値を記憶する記憶部と、操作部材と、前記操作部材の操作に応じて、前記光学部材の速度制御のための速度指令値を生成する処理部とを有し、前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記速度指令値によっても前記光学部材の位置が変化しない場合に、前記光学部材の位置が変化するような前記速度指令値を生成する処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、操作性の点で有利な操作装置を提供することができる。

実施例１におけるレンズ装置および操作装置のブロック図 実施例１における速度再生処理のフローチャート 実施例１における最低開始速度測定処理のフローチャート 実施例１における速度再生時のズーム操作指令値の動き 実施例２におけるレンズ装置および操作装置のブロック図 実施例２における速度測定処理のフローチャート 実施例２における最低安定速度測定処理のフローチャート 実施例２における速度再生処理のフローチャート 実施例２における速度測定時、および速度再生時のズーム操作指令値の動き

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の第１の実施例について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、実施例１における、レンズ装置および操作装置のブロック図である。

操作装置であるズームデマンド１０はレンズ装置２０を操作するための操作装置である。ズームデマンド１０とレンズ装置２０とによりレンズシステムを構成する。

操作部１０１は、カメラマンがズームレンズを操作するための操作部材であり、例えばサムリングなどを用いる。

操作位置検出部１０２は、ポテンショメータやロータリーエンコーダー等の位置センサであり、操作部１０１の操作位置（操作量）に応じた位置信号を出力する。

操作指令値算出部１０３は、操作位置検出部１０２からの入力によって、ズーム操作指令値を導出する。操作指令値算出部１０３によるズーム操作指令値の導出は、操作位置検出部１０２からの入力に基づく演算であってもいいし、操作位置検出部１０２からの入力に基づくテーブルからの読み出しであってもよい。以下、ズーム操作指令値は駆動方向、および駆動速度を示すものとするが、駆動量や駆動位置を示すものであっても良い。

速度記憶部１０４は、所定の記憶操作によって、操作指令値算出部１０３で算出されたズーム操作指令値（現在操作している操作速度）を記憶する。なお、記憶操作はスイッチによる操作であっても良いし、操作部１０１の特定の動きを検知した場合などであっても良いが、ここでは特に限定しない。また、ここで記憶する値は、直接ズーム操作指令値を数値指定しても良いし、過去に記憶したズーム操作指令値を再指定、あるいは記憶されているズーム操作指令値を微調整できるようにしても良い。

速度再生部（処理部）１０５は、所定の再生操作によって、速度記憶部１０４に記憶されているズーム操作指令値（記憶されている操作速度に対応する指令）、およびデマンド通信部１０６で受信する情報を元に、ズーム操作指令値（速度再生値）を算出（導出）する。ここでは、再生指示部１０７からの指令が速度再生部１０５に入力されることにより、速度再生部１０５はズーム操作指令値を算出する。なお、再生操作はスイッチによる操作であっても良いし、操作部１０１の特定の動きを検知した場合などであっても良く、また、再生指示部１０７からの指令に限定されることはない。

デマンド通信部１０６は、操作指令値算出部１０３、あるいは速度再生部１０５で算出されたズーム操作指令値を、通信コマンド形式へエンコードしてレンズ装置２０のレンズ通信部２０１へ送信する。また、レンズ装置２０のレンズ通信部２０１からズームレンズ２０４の位置情報を受信する。他にも、レンズ装置２０の機種情報（識別情報）、ズームレンズ２０４の駆動トルク情報、ズームレンズ２０４の駆動のサーボ性能情報（駆動特性）、温度情報、姿勢情報、ズームレンズ２０４の駆動可能な最低速度情報、ズームレンズ２０４の位置情報、制御特性などを受信しても良い。

レンズ通信部２０１は、レンズ装置２０の中に構成されており、ズームデマンド１０のデマンド通信部１０６とコマンドの送受信を行う。レンズ通信部２０１はズーム操作指令値のコマンドを受信したら、受信したデータをデコードして駆動指令値算出部２０２へ送る。

駆動指令値算出部２０２は、ズーム操作指令値からズームレンズ２０４を駆動制御（速度制御）するための駆動信号（ズーム駆動指令値）を生成して制御部２０３へ送る。

制御部２０３は、駆動指令値算出部２０２により入力した駆動信号に基づき、ズームレンズ２０４を駆動制御する。
ズームレンズ２０４は、可動することで画角調節を行うことができる光学素子である。

レンズ位置検出部２０５は、ズームレンズ２０４の位置を検出する位置センサであり、検出した位置信号は駆動指令値算出部２０２へ入力される。駆動指令値算出部２０２およびレンズ位置検出部２０５によって、ズームレンズ２０４のフィードバック制御が行われる。

なお、ここで示した例では、レンズ装置と操作装置が独立しており、通信部を介して接続されているが、必ずしもこれに限らず、例えばレンズ装置と操作装置が一体となっている構成をとっても良い。

図２は、実施例１における、速度再生部１０５が行う速度再生時のフローチャートである。

ステップＳ１０１では、速度記憶部１０４に記憶されているズーム操作指令値（速度記憶値）を読み出して、ステップＳ１０２へ進む。

ステップＳ１０２では、レンズの動き出しに必要な速度（以下、最低開始速度とする）の測定が必要か否かを判断し、測定が必要な場合はステップＳ１０３へ進み、測定が不要な場合はステップＳ１０４へ進む。最低開始速度の測定が必要な場合としては、電源立ち上げ時や、速度記憶部１０４に記憶されるズーム操作指令値が更新された時などが考えられるが、条件によらず、毎回最低開始速度を測定するようにしても良い。また、最低開始速度は駆動方向毎、あるいはレンズ毎、さらにはレンズの位置（予め設定した位置の範囲）毎に測定するようにしても良い。

ステップＳ１０３では、デマンド通信部１０６で得られたズームレンズ２０４の位置情報を元に、最低開始速度を測定して、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で測定した最低開始速度を読み出して、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で読み出した速度記憶値と、ステップＳ１０４で読み出した最低開始速度を比較する。比較した結果、速度記憶値が最低開始速度よりも大きい場合はステップＳ１０６に進み、速度記憶値が最低開始速度よりも小さい場合はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０６では、ズーム操作指令値をステップＳ１０１で読み出した速度記憶値に設定して、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、ズーム操作指令値をステップＳ１０４で読み出した最低開始速度に設定して、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、速度再生の終了条件に合致した場合は速度再生を終了し、合致していない場合は継続する（ステップＳ１０８の判定を終了条件に合致するまで繰り返す）。なお、速度再生の終了条件は、操作部１０１が操作された場合や、速度再生操作を再び実行された場合、ズームレンズ２０４が予め設定された目標位置に達した場合など、様々な条件が考えられるが、ここでは特に限定しない。

図３は、図２におけるステップＳ１０３で速度再生部１０５が行う最低開始速度の測定処理を示したフローチャートである。

ステップＳ２０１では、ズーム操作指令値をステップＳ１０１で読み出した速度記憶値に設定して、ステップＳ２０２に進む。設定されたズーム操作指令値はデマンド通信部１０６を介してレンズ装置２０に出力され、レンズ装置２０では入力されたズーム操作指令値に基づいてズームレンズ２０４の駆動制御が行われる。

ステップＳ２０２では、デマンド通信部１０６で受信したズームレンズ２０４の位置が変化したか（動き出したか）を判定し、位置が変化しない場合はステップＳ２０３に進み、位置が変化した場合はステップＳ２０４に進む。この判定は常に行うようにしても良いし、一定時間ごとに行うようにしても良い。また、初回の判定までの時間と、それ以降の判定までの時間とを異ならせるようにしても良い。

ステップＳ２０３では、ズーム操作指令値に所定の速度を加算してズーム操作指令値を大きくして、ステップＳ２０２に進む。このとき、加算する速度は、一定値としても良いし、ズーム操作指令値が示す速度に応じて可変しても良い。

ステップＳ２０４では、ズームレンズ２０４の位置が変化した時の速度を最低開始速度として保持し、最低開始速度の測定処理を終了する。ここで保持する最低開始速度は、条件によらず唯一の値としても良いし、接続されたレンズごとに持つようにしても良いし、あるいは駆動方向毎、さらにはレンズの位置（予め設定した位置の範囲）毎に持つようにしても良い。

なお、デマンド通信部１０６にて、ズームレンズ２０４の位置情報以外の情報（レンズの機種情報、温度情報、姿勢情報、駆動可能な最低速度情報など）を受信する場合は、それらを用いて最低開始速度を測定、あるいは算出するようにしても良い。

図４は、実施例１における、速度再生時の速度再生部１０５によるズーム操作指令値の算出結果の動きを示す図である。

図４（ａ）には、図２のステップＳ１０２で最低開始速度の計測が必要と判断された場合の例を示す。

この場合では、図３のフローチャートで示したように、ズーム操作指令値を速度記憶部１０４で記憶している記憶速度（Ｖｍｅｍ）としたのち、ズームレンズ２０４の位置情報の更新状況を監視する（ステップＳ２０１）。ここで、ズームレンズ２０４の位置が変化しないと判断した場合、所定の速度を加算し続ける（ステップＳ２０２、およびステップＳ２０３）。そして、ズームレンズ２０４の位置情報が変化した時点での速度を最低開始速度（Ｖｓｔａｒｔ）として保持しておく（ステップＳ２０４）。その後はズーム操作指令値を保持した最低開始速度とすることで、スピードプリセット機能を実行する。

図４（ｂ）には、図２のステップＳ１０２で最低開始速度の計測が不要と判断された場合の例を示す。ただし、図４（ｂ）の例では、予め最低開始速度が測定・保持されていることを前提とする。また、最低開始速度は図４（ａ）で保持される値と同一の値とした場合を例示する。

この場合では、図２のフローチャートで示したように、速度記憶部１０４で記憶している記憶速度と最低開始速度を比較し、最低開始速度の方が大きいため、ズーム操作指令値に始めから最低開始速度を設定する（ステップＳ１０５～ステップＳ１０７）。

なお、図４（ａ）、および図４（ｂ）はあくまでも一例であり、ズーム操作指令値の動きはこれに限定されない。

以上のように、スピードプリセット機能の実行中に、レンズの動きを監視することで、レンズが動けていない場合においても、自動的にレンズが動き出せる最低速度にズーム操作指令値を可変することができる。これにより、操作者の操作を煩雑にすることなく、低速度のスピードプリセットでレンズが動かなくなってしまうことを防止できる。

次に、本発明の第２の実施例について、図５から図９を用いて説明する。
以下、実施例１と同等の部分については、同じ記号を付与し、説明を省略する。

実施例１では、レンズの動き出しに必要な最低開始速度のみを計測していたが、レンズは一般的に、動き出し時に最も大きな力を必要とし、一度動き出してからであれば、より低速度でも一定速度での駆動を続けることができる。

そこで、実施例２では、最低開始速度に加え、レンズが動き出したあと、安定的に動き続けることができる最低速度（以下、最低安定速度とする）を計測することで、より幅広い速度領域でスピードプリセットを使用できるようにする。

図５は、実施例２における、レンズ装置および操作装置のブロック図である。
ズームデマンド１０の操作部１０１～速度記憶部１０４、およびデマンド通信部１０６は実施例１と同一である。

速度測定指示部（ユーザーインターフェース部）１０８は、例えばスイッチであり、スピードプリセットの速度に関わる測定の実行を指示する操作部材である。なお、特定の操作部材を新たに設けるのではなく、実施例１における速度の再生操作や記憶操作に用いる操作部材と同一のものを使用して、その操作方法や状態に応じて操作指示の意味を切り替えるようにしても良い。

速度再生部１０５は速度測定指示部１０８の速度測定指示に応じて、現在のレンズの最低開始速度、および最低安定速度の測定を実行する。また、所定の再生操作に応じて、速度記憶部１０４に記憶されているズーム操作指令値、および最低開始速度、最低安定速度を用いて、ズーム操作指令値を算出する。

なお、ここでは速度測定指示により、速度測定のみ行う例を説明したが、実施例１と同様に、速度測定後にそのまま速度再生を実行するようにしても良い。このようにすることで、操作者は測定した結果に基づいて速度再生を実行した場合の動きを即座に確認することができる。また、実施例１と同様に、速度測定のための操作部材を特別に設けず、所定の条件でのみ速度測定を行うようにしても良い。

図６は、速度測定指示部１０８により速度測定指示があった場合に、速度再生部１０５が行う速度測定処理のフローチャートである。

ステップＳ１０３は実施例１で示した処理と同一の処理を行い、ステップＳ３０１に進む。ただし、図３で示したステップＳ２０１において、ズーム操作指令値に設定する初期値を速度記憶部１０４に記憶される記憶速度ではなく、ズーム操作指令値の取り得る最小値としても良い。
ステップＳ３０１では、最低安定速度を計測して、速度測定処理を終了する。

図７は、図６におけるステップＳ３０１で速度再生部１０５が行う最低安定速度の計測処理を詳細化したフローチャートである。

ステップＳ４０１では、ズーム操作指令値をステップＳ１０３で測定した最低開始速度に設定して、ステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２では、デマンド通信部１０６で受信したズームレンズ２０４の位置が変化したか（動き出したか）を判定し、位置が変化した場合はステップＳ４０３に進み、位置が変化していない場合はステップＳ４０４に進む。この判定は常に行うようにしても良いし、一定時間ごとに行うようにしても良い。また、現在のズーム操作指令値により判定までの時間を異ならせるようにしても良い。

ステップＳ４０３では、ズーム操作指令値に所定の速度を減算してズーム操作指令値を小さくして、ステップＳ４０２に進む。このとき、減算する速度は、一定値としても良いし、ズーム操作指令値が示す速度に応じて可変しても良い。

ステップＳ４０４では、ズームレンズ２０４の位置が変化しなくなった値の速度に対して、ステップＳ４０３で最後に減算した速度の分を加算した値を最低安定速度として保持し、最低安定速度の測定処理を終了する。この加算処理は最後にズームレンズ２０４の位置の変化が安定して続いていた速度を最低安定速度として保持するための処理である。また、ここで保持する最低安定速度は、条件によらず唯一の値としても良いし、接続されたレンズごとに持つようにしても良いし、あるいは駆動方向毎に持つようにしても良い。

図８は、実施例２における、速度再生部１０５が行う速度再生時のフローチャートである。

ステップＳ１０１、およびステップＳ１０４では、実施例１で示した処理と同一の処理を行い、ステップＳ５０１に進む。

ステップＳ５０１では、図６におけるステップＳ３０１で測定した最低安定速度を読み出してステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５、およびステップＳ１０６では、実施例１で示した処理と同一の処理を行う。
ステップＳ１０７では、実施例１で示した処理と同一の処理を行ったのち、ステップＳ５０２に進む。

ステップＳ５０２では、デマンド通信部１０６で受信したズームレンズ２０４の位置が変化したか（動き出したか）を判定し、位置が変化しない場合はステップＳ５０２を継続し、位置が変化した場合はステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、ステップＳ１０１で読み出した速度記憶値と、ステップＳ５０１で読み出した最低安定速度を比較する。比較した結果、最低安定速度が速度記憶値よりも大きい場合はステップＳ５０４に進み、最低安定速度が速度記憶値よりも小さい場合はステップＳ１０６に進む。

ステップＳ５０４では、ズーム操作指令値をステップＳ５０１で読み出した最低安定速度に設定して、ステップＳ１０８に進む。なお、この時設定するズーム駆動指令値は、最低開始速度から最低安定速度に即座に変更するようにしても良いし、速度の変化が見えづらくなるように、徐々に変化させるようにしても良い。これはステップＳ１０６でも同様である。

ステップＳ１０８では、実施例１で示した処理と同一の処理を行い、速度再生処理を終了する。

図９は、実施例２における、速度測定時、および速度再生時の速度再生部１０５によるズーム操作指令値の算出結果の動きを示す図である。

図９（ａ）には、速度測定時のズーム操作指令値の動きの例を示す。
最低開始速度（Ｖｓｔａｒｔ）の計測処理は、ズーム操作指令値に設定する初期値を除いて実施例１と同一の処理である。実施例２では、速度記憶部１０４に記憶される記憶速度（Ｖｍｅｍ）に依らず、現在のレンズの最低開始速度を計測できるようにするために、図９（ａ）に示すように、ズーム操作指令値の初期値をズーム操作指令値が取り得る最低速度としても良い。

レンズの位置が変化し始めたら、図７のフローチャートで示したように、ズーム操作指令値を最低開始速度としたのち、ズームレンズ２０４の位置情報の更新状況を監視する（ステップＳ４０１）。ここで、ズームレンズ２０４の位置情報が変化し続けていると判断した場合、所定の速度を減速する（ステップＳ４０２、およびステップＳ４０３）。この例では、減速方法と位置情報の更新の確認方法を、最低開始速度の計測時とは変えているが、同一の方法としても良い。そして、ズームレンズ２０４の位置の変化が停止する直前での速度を最低安定速度（Ｖｓｔａｂｌｅ）として保持しておく（ステップＳ４０４）。

図９（ｂ）には、速度再生時のズーム操作指令値の動きの例を示す。ただし、図９（ｂ）の例では、予め最低開始速度および最低安定速度が測定・保持されていることを前提とする。また、最低開始速度および最低安定速度は図９（ａ）で保持される値と同一の値とした場合を例示する。

この場合、図８のフローチャートで示したように、速度記憶部１０４で記憶している記憶速度と最低開始速度を比較し、最低開始速度の方が大きいため、ズーム操作指令値に始めから最低開始速度を設定する（ステップＳ１０５、ステップＳ１０７）。その後、ズームレンズ２０４の位置が変化してから、速度記憶値と最低安定速度を比較し、最低安定速度の方が大きいため、ズーム操作指令値を最低安定速度に変える（ステップＳ５０３、ステップＳ５０４）。この時、図９（ｂ）に示すように、徐々にズーム操作指令値を変化させても良い。

なお、図９（ａ）、および図９（ｂ）はあくまでも一例であり、ズーム操作指令値の動きはこれに限定されない。

以上のように、実施例２では速度測定指示を設けたことにより、レンズが動き出すために必要な最低開始速度に加え、動き出したあと、安定的に一定速度で動くための最低安定速度を計測することができる。これにより、低速度のスピードプリセットでレンズが動かなくなってしまうことを防止した上で、可能な限り低速度でのスピードプリセットを使用することができるようになる。

例示した実施例では、レンズ装置のズームをズームデマンドによって操作される可動光学部材として例示したが本発明はそれに限定されることはなく、フォーカス、マクロレンズ、絞りをズームデマンドによって操作される可動光学部材として本発明を適用しても本発明の効果を享受することができる。

また、本発明の操作装置と、該操作装置により操作されるレンズ装置と、該レンズ装置の像面に配された撮像素子とを有する撮像装置を構成することによって、本発明の効果を享受する撮像装置を実現することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１０ ・・・・ ズームデマンド（操作装置）
１０１ ・・・・ 操作部
１０５ ・・・・ 速度再生部
１０６ ・・・・ デマンド通信部

Claims (11)

1. 光学部材の速度制御のための制御部を介して前記光学部材の駆動を操作する操作装置であって、
   前記光学部材の速度制御のための速度指令値を記憶する記憶部と、
   操作部材と、
   前記操作部材の操作に応じて、前記光学部材の速度制御のための速度指令値を生成する処理部とを有し、
   前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記速度指令値によっても前記光学部材の位置が変化しない場合に、前記光学部材の位置が変化するような速度指令値を生成する処理を行うことを特徴とする操作装置。
2. 前記速度指令値を生成する処理は、前記記憶部に記憶された前記速度指令値よりも大きい予め定められた速度指令値を生成する処理であることを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
3. 前記処理部は、前記光学部材が停止している状態から前記光学部材が動いている状態へ変化するまで速度指令値を変更することにより、前記予め定められた速度指令値を得ることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
4. 前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記速度指令値が、前記予め定められた速度指令値より小さい場合、前記予め定められた速度指令値を生成する処理を行うことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の操作装置。
5. 前記処理部は、前記光学部材が動いている状態から前記光学部材が停止している状態へ変化するまで速度指令値を変更することにより、前記予め定められた速度指令値を得ることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
6. 前記予め定められた速度指令値を得ることを指示するためのユーザーインターフェース部を有することを特徴とする請求項５に記載の操作装置。
7. 前記処理部は、前記予め定められた速度指令値を、前記光学部材を駆動する方向毎に記憶することを特徴とする請求項２ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の操作装置。
8. 前記処理部は、前記予め定められた速度指令値を、前記光学部材を含むレンズ装置から得ることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
9. 前記処理部は、前記予め定められた速度指令値を、前記光学部材を含むレンズ装置に関する識別情報、姿勢、温度、駆動特性、および制御特性のうち少なくとも１つの情報に基づいて、生成することを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
10. 請求項１ないし請求項７および請求項９のうちいずれか１項に記載の操作装置と、
    前記光学部材とを有することを特徴とするレンズ装置。
11. 請求項１０に記載のレンズ装置と、
    前記レンズ装置の像面に配された撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。

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