JP3981971B2

JP3981971B2 - レンズ制御システム

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Publication number: JP3981971B2
Application number: JP2002047398A
Authority: JP
Inventors: 千勝守屋
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-02-25
Also published as: JP2003248161A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ制御システムに係り、特にテレビカメラ用のレンズ装置の可動レンズをモータにより駆動するレンズ制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放送用テレビカメラ等に使用されるレンズ装置の撮影光学系には、フォーカスレンズやズームレンズ等の可動レンズが配置されおり、これらの可動レンズは、例えば、モータによって駆動できるようになっている。可動レンズとモータとは、例えばカム機構を介して連結されており、可動レンズの保持枠に突設されたカムピンがカム筒のカム溝に係合し、カム筒がモータによって回動することによって可動レンズが光軸方向に移動するようになっている。一方、モータは、可動レンズがコントローラ等の指示手段から指令された指示位置（目標位置）や指示速度（目標速度）となるように制御（サーボ制御）される。
【０００３】
ところで、従来、上述のように可動レンズを指示手段によって指令された目標位置に移動させる場合、可動レンズが目標位置に一定距離まで近づくと減速（ブレーキ制御）を開始させることにより、可動レンズが目標位置をオーバーランしないように制御されている。また、特開平４−２１２９４１号公報には、可動レンズの重さや、移動速度によって減速を開始する減速開始位置（ブレーキ開始位置）を変更し、可動レンズを意図した位置に素早く正確に停止させるようにしたものが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように可動レンズとモータとをカム機構により連結した場合に、カム溝の形状が線形でないために（カム筒の回転角度と、カム溝に対するカムピンの係合位置との関係が非線形のために）、可動レンズの止まり難さ又は止まり易さが位置によって異なる場合がある。例えば、ズームレンズは、一般に、変倍のための変倍系レンズと、ピント位置を一定に保つための補正系レンズとから構成され、これらの変倍系レンズと補正系レンズが、同一カム筒上のそれぞれに対応したカム溝によって所定の位置関係を持って移動するようになっている。そして、ズーム倍率がカム筒（モータ）の回転位置変化量（回転量）に対して適切な割合で変化するように変倍系レンズのカム溝と補正系レンズのカム溝は非線形に形成されている。実際に使用されている各カム溝の形状では、テレ側に比べてワイド側の方がカム筒（モータ）の回転量に対するレンズの変位量（移動量）の割合が大きくなっており、ワイド側の方がレンズが止まり難いという場合が多い。
【０００５】
このため、従来のように可動レンズの減速を開始するブレーキ開始位置を停止位置（目標位置）に対して一定距離に固定すると、ある停止位置に対しては可動レンズが適切に停止しても、他の停止位置に対しては、減速開始が遅れてハンチング（又はすばやく停止しない）状態になったり、又は、減速開始が早すぎて停止までに無駄な時間を要する等の不具合があった。特にズームレンズの移動速度は、操作者のズーム操作に対する追従性を向上させるため高速化の傾向にあり、これに伴って上記不具合が顕著になっている。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、可動レンズの停止位置にかかわらず、意図した位置に素早く正確に可動レンズを停止させることができるレンズ制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータにより移動可能な可動レンズと、前記モータと前記可動レンズとを動力伝達可能に連結する動力伝達機構であって、前記モータの一定回転量に対する前記可動レンズの移動量が前記可動レンズの位置によって異なる構造を有する動力伝達機構と、前記可動レンズを設定すべき目標位置を指令する指示手段と、前記モータを駆動して前記可動レンズを移動させ、前記指示手段により指令された目標位置に対して前記可動レンズが所定の距離まで近づくと、前記可動レンズの移動速度を徐々に減速させて前記可動レンズを前記目標位置で停止させる制御手段とを備えたレンズ制御システムにおいて、前記制御手段は、前記可動レンズが前記目標位置に対して所定の距離まで近づくと、前記可動レンズの移動速度の減速を開始すると共に、前記目標位置における前記モータの一定回転量に対する前記可動レンズの移動量が大きい程、前記所定の距離が長くなるように前記所定の距離を前記目標位置に基づいて変更することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、可動レンズを移動させて所定の目標位置に停止させる場合に、その目標位置に対して移動速度の減速を開始するブレーキ開始位置までの距離を目標位置に基づいて変更するようにしたため、各目標位置での可動レンズの止まり難さの程度に応じてブレーキ開始位置を適切に設定することができ、意図した位置に素早く正確に停止させることができるようになる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記可動レンズの位置を検出する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される前記可動レンズの位置と、前記指示手段により指令された目標位置との差を所定のゲインで割った値に比例する回転速度により所定の最大回転速度を限度として前記モータを駆動すると共に、前記目標位置における前記モータの一定回転量に対する前記可動レンズの移動量が大きい程、前記ゲインの値が大きくなるように前記ゲインの値を前記目標位置に基づいて変更することにより、前記目標位置から前記減速を開始する位置までの前記所定の距離を変更することを特徴としている。即ち、本請求項２は、目標位置からブレーキ開始位置間での距離を目標位置に基づいて変更するための処理を具体的に示したものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、前記可動レンズが重い程、又は、前記モータを駆動する電源の電圧が高い程、前記所定の距離を長くすることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、前記動力伝達手段は、カム機構を介して前記モータの動力を前記可動レンズに伝達することを特徴としている。即ち、上記請求項１乃至請求項３に記載の発明は、動力伝達手段としてカム機構が使用されている場合に特に有効である旨を示したものである。
また、請求項５に記載の発明は、モータにより移動可能なズームレンズと、前記モータと前記ズームレンズとを動力伝達可能に連結する動力伝達機構であって、前記モータの一定回転量に対する前記ズームレンズの移動量がワイド側になる程大きくなる構造を有する動力伝達機構と、前記ズームレンズを設定すべき目標位置を指令する指示手段と、前記モータを駆動して前記ズームレンズを移動させ、前記指示手段により指令された目標位置に対して前記ズームレンズが所定の距離まで近づくと、前記ズームレンズの移動速度を徐々に減速させて前記ズームレンズを前記目標位置で停止させる制御手段とを備えたレンズ制御システムにおいて、前記制御手段は、前記ズームレンズが前記目標位置に対して所定の距離まで近づくと、前記ズームレンズの移動速度の減速を開始すると共に、前記目標位置がワイド側になる程、前記所定の距離を長くすることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るレンズ制御システムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１３】
図１は、本発明に係るレンズ制御システムの全体構成を示した図であり、特にテレビカメラ用レンズ装置の撮影光学系に移動可能に配置されるズームレンズをモータ駆動するためのシステム構成を示した図である。同図に示すズームレンズＺＬは、撮影光学系の光軸方向に移動して焦点距離を変更するための変倍系レンズＶＬと、同様に光軸方向に移動してピント位置が変化しないようにするための補正系レンズＣＬとから構成される。変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬとは、後述のカム機構１６により一定の位置関係で連動して移動するようになっており、これらの変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬの位置は、位置検出器２０により１つの位置変数の値として検出されると共に、後述のＣＰＵ１２等の処理において１つの位置変数の値により処理される。尚、本明細書ではその１つの位置変数により表される位置をズームレンズＺＬの位置というものとする。
【００１４】
同図に示す操作部１０には、例えば、操作者がズーム操作を行うための操作部材が設けられており、そのズーム操作に従ってズームレンズＺＬの設定位置（目標位置）を指令する指令信号が操作部１０からＣＰＵ１２に与えられる。その指令信号に基づいてＣＰＵ１２は、ズームレンズＺＬの位置が指令信号により指令された目標位置に移動してその目標位置で適切に停止するようにモータＭの回転速度を指令する駆動信号を生成する。ＣＰＵ１２によって生成された駆動信号はＣＰＵ１２からＤ／Ａ変換器１３を介してモータ駆動回路１４に与えられる。
【００１５】
ここで、ＣＰＵ１２において駆動信号を生成する際には、詳細を後述するように、ズームレンズＺＬの位置、ズームレンズＺＬの種類（重さ等）、後述のカム機構１６の構造、及び、モータＭを駆動する電源１８の状態等が考慮される。
【００１６】
そこで、ズームレンズＺＬの位置は、上記位置検出器２０により検出され、その位置を示す検出信号（位置信号）が位置検出器２０からＣＰＵ１２に与えられている。
【００１７】
また、ズームレンズＺＬの種類及びカム機構１６の構造等の本システムが適用されるレンズ装置に関わる情報は、撮影光学系のレンズ倍率（最大ズーム倍率）によって特定することが可能であるため、レンズ倍率を選択するレンズ選択スイッチ２２が設けられ、そのレンズ選択スイッチ２２からレンズ倍率情報がＣＰＵ１２に与えられるようになっている。
【００１８】
尚、レンズ選択スイッチ２２によるレンズ倍率の選択は、ユーザの切替操作によって行えるようにしてもよいし、レンズ選択スイッチ２２を特別に設けることなく、本システムが適用されるレンズ装置に内蔵のＣＰＵ等からレンズ倍率情報を上記ＣＰＵ１２に与えるようにしてもよい。また、レンズ倍率情報の代わりにレンズ装置の種類（機種）の情報をＣＰＵ１２に与えるようにしてもよい。更に、本実施の形態のレンズ制御システムは、レンズ装置に対して着脱可能で、且つ、複数の機種のレンズ装置に対して互換性のあるサーボモジュールと呼ばれるサーボ駆動用のユニットを含むことを前提としており、上記ＣＰＵ１２は、そのサーボモジュールに搭載されているのに対し、上記ＣＰＵ１２と同様の処理をレンズ装置に搭載されたＣＰＵで行うことも可能である。この場合には、レンズ装置の種類は、自己のレンズ装置に限られるため、レンズ倍率情報を外部から取得しなくてもよい。
【００１９】
また、上記電源１８の状態（電圧）は、電源検出器２４により検出されており、その状態を示す検出信号が電源検出器２４からＣＰＵ１２に与えられている。
【００２０】
更に、同図に示すメモリ２６には、駆動信号を生成する際に必要なゲインデータが予め記憶されている。
【００２１】
上述のようにＣＰＵ１２からモータ駆動回路１４に駆動信号が与えられると、モータ駆動回路１４により電源１８からモータＭに印加される電圧及び電流が制御され、モータＭがＣＰＵ１２から与えられた駆動信号の電圧値に対応する回転速度で回転する。尚、駆動信号は、例えば、ある基準電圧を回転速度０とし、その基準電圧から決まった電圧範囲内の値に比例させて回転速度０から最大回転速度までを指令する。これに対して、モータ駆動回路１４により実際に駆動されるモータＭの最大回転速度は、電源１８の状態（電圧）によって異なり、電源１８の電圧が高い程、大きくなる。したがって、ＣＰＵ１２からの駆動信号が最大回転速度を示す電圧値であっても、実際の駆動されるモータＭの最大回転速度は電源１８の状態によって異なる。
【００２２】
モータＭは、上記ズームレンズＺＬの変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬにカム機構１６を介して動力伝達可能に連結されており、モータＭが回動することによって変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬが一定の位置関係をもって撮影光学系の光軸方向に移動する。以上の構成によりズームレンズＺＬは、移動速度の制御と共に操作部１０から指令された目標位置に移動し、その目標位置で停止する。
【００２３】
次に、上記カム機構１６の構成を図２に示す。同図において、モータＭの出力軸は、ベルト３０を介してズームカム筒３２に連結されており、モータＭが回動するとベルト３０を介してズームカム筒３２が回動する。ズームカム筒３２には、変倍系レンズＶＬ用のカム溝３４Ｖと補正系レンズＣＬ用のカム溝３４Ｃが形成されており、これらのカム溝３４Ｖ、３４Ｃには、それぞれ変倍系レンズＶＬの保持枠３６Ｖに突設されたカムピン３８Ｖと、補正系レンズＣＬの保持枠３６Ｃに突設されたカムピン３８Ｃが係合される。尚、図示しないが変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬは光軸方向への直進移動のみに規制されている。
【００２４】
これによって、モータＭによりズームカム筒３２が回動すると、カム溝３４Ｖ、３４Ｃとカムピン３８Ｖ、３８Ｃとの係合位置が光軸方向に変位し、それに伴って変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬが光軸方向に移動する。尚、カム機構１６の構成は図２と異なる場合であってもよい。
【００２５】
ところで、図３に示すように上記ズームカム筒３２のカム溝３４Ｖ、３４Ｃを平面上に展開して示すと、いずれのカム溝３４Ｖ、３４Ｃも、ワイド側の方がテレ側よりもレンズの移動方向（光軸方向）に対して緩やかな勾配の曲線状に形成されている。このため、ズームカム筒３２の一定の回転位置変化量（回転量）に対する各変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬの光軸方向への位置変化量（移動量）がテレ側よりもワイド側の方が大きくなる。即ち、カム溝３４Ｖに対して示した図中矢印Ａ、Ｂは、各矢印Ａ、Ｂの基点位置にカムピン３８Ｖが係合している状態からズームカム筒３２が同一の回転量だけ回転したことを示し、図中矢印Ｃ、Ｄは、矢印Ａ、Ｂのそれぞれの回転に対する変倍系レンズＶＬの移動量を示しており、矢印Ｃ、Ｄの大きさの比較からわかるように、ズームカム筒３２の一定回転量に対する変倍系レンズＶＬの移動量は、テレ側よりもワイド側の方で大きくなる。補正系レンズＣＬについても同様である。
【００２６】
したがって、モータＭが同一の回転速度で回転した場合でも、変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬの実際の移動速度は、テレ側よりもワイド側の方が速くなり、その分、所定の目標位置で停止させる際の止まりやすさがワイド側の方がテレ側よりも悪い。即ち、テレ側よりもワイド側の方がレンズが止まり難く、オーバランによってハンチング等の現象を起こしやすい。
【００２７】
そこで、ＣＰＵ１２は、操作部１０からの指令信号により指令された目標位置に対して、その目標位置でのレンズの止まり難さを考慮して、モータＭの回転速度を指令する駆動信号を以下のように生成することにより、オーバーランすることなく迅速且つ正確に変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬを目標位置に停止させるようにしている。
【００２８】
次に、ＣＰＵ１２における駆動信号の生成処理の内容について説明する。ＣＰＵ１２により生成される駆動信号は、上述のようにモータＭの回転速度を指令する信号であり、指令する回転速度に対応した値（電圧値）としてモータ駆動回路１４に与えられる。その駆動信号の値をＶとすると、駆動信号Ｖは原則として次式、
【００２９】
【数１】
Ｖ＝（Ｘ−ＸＰ）／ｇ …▲１▼
により表される。ここで、Ｘは、位置検出器２０により検出されるズームレンズＺＬの現在位置、ＸＰは、操作部１０からの指令信号により与えられるズームレンズＺＬの目標位置、ｇは後述のゲインを示す。この式▲１▼によれば、ズームレンズＺＬの現在位置Ｘが目標位置ＸＰに対して離れている程、駆動信号Ｖの絶対値は大きくモータＭの回転速度が速くなり、ズームレンズＺＬの現在位置Ｘが目標位置ＸＰに近づいていくと、駆動信号Ｖの絶対値が小さくなりモータＭの回転速度が徐々に遅くなる。尚、上式▲１▼では、回転速度０を指令する駆動信号Ｖの値（基準値）を０とし、正負によって回転方向を反転させる場合を示しているが、基準値は０でなくてもよく、所望の基準値（０以外の定数）を上式▲１▼の右辺に加算した式によって、基準値からの差の絶対値で回転速度（速さ）を示し、基準値より大きいか小さいかで回転方向を示すようにしてもよい。
【００３０】
また、上式▲１▼において駆動信号Ｖの絶対値がモータＭの最大回転速度を指令する所定の最大値Ｖｍａｘ（正の値）を超える場合、そのときの駆動信号Ｖの値は、上式▲１▼で求めた値が正であればＶｍａｘ、負であれば−Ｖｍａｘに制限される。尚、駆動信号Ｖｍａｘ又は−Ｖｍａｘをモータ駆動回路１４に与えた場合、モータＭの回転速度は最大回転速度となるが、その最大回転速度は上述のように電源１８の状態（電圧）によって異なる。
【００３１】
以上の前提によりＣＰＵ１２で生成される駆動信号Ｖ（モータの回転速度）の変化の様子に図４に示す。同図の駆動信号Ｖは、所定の位置に設定されているズームレンズＺＬが、操作部１０からの指令信号により指令された目標位置（目標停止位置）に移動し、停止するまでを示しており、初期の段階では、上式▲１▼により算出される駆動信号Ｖの値が上記最大値Ｖｍａｘを超えているため最大値Ｖｍａｘに制限されている。即ち、駆動信号ＶｍａｘがＣＰＵ１２からモータ駆動回路１４に与えられ、モータＭが最大回転速度となるように駆動される。尚、駆動信号Ｖｍａｘをモータ駆動回路１４に与えても停止しているモータＭが実際に最大回転速度に達するまでにはある程度の時間を要する。
【００３２】
続いて、ズームレンズＺＬの現在位置Ｘが目標停止位置ＸＰに近づくと、上式▲１▼により算出される駆動信号Ｖの値が上記最大値Ｖｍａｘと等しくなり、その時点から上式▲１▼により算出される駆動信号Ｖの値がそのままモータ駆動回路１４に与えられる。したがって、ズームレンズＺＬの現在位置Ｘが目標停止位置ＸＰに更に近づいていくと、上述のように上式▲１▼により算出される駆動信号Ｖの値は小さくなりモータＭの回転速度が減速していく。尚、上式▲１▼により算出される駆動信号Ｖの値が上記最大値Ｖｍａｘと等しくなる点、即ち、モータＭの回転速度が減速を開始する位置をブレーキ開始位置ＸＢという。
【００３３】
ブレーキ開始位置ＸＢからの減速によってズームレンズＺＬの位置Ｘが目標停止位置ＸＰに到達すると、駆動信号Ｖは０となり、モータＭの回転が停止する。これによって、操作部１０からの指令信号によって与えられた目標停止位置ＸＰにズームレンズＺＬが停止する。
【００３４】
次に、上式▲１▼のゲインｇについて説明すると、ゲインｇは次式、
【００３５】
【数２】
ｇ＝ａ・ＸＰ＋ｂ …▲２▼
により表される。ここで、ａ、ｂは定数、ＸＰは上述と同様に操作部１０からの指令信号により与えられるズームレンズＺＬの目標停止位置を示す。この式▲２▼によれば、ゲインｇは、目標停止位置ＸＰによって異なる。ゲインｇが目標停止位置ＸＰによって異なると、上式▲１▼からわかるように、図４に示したブレーキ開始位置ＸＢから目標停止位置ＸＰまでの駆動信号Ｖの傾き（減速時の速度変化率）が目標停止位置ＸＰによって変化する。即ち、目標停止位置ＸＰに対して減速を開始するブレーキ開始位置ＸＢまでの距離が目標停止位置ＸＰによって変化する。
【００３６】
ここで、図２、図３のカム機構１６の説明中に記載したように、ズームレンズＺＬは、テレ側よりもワイド側の方が止まり難くいという特性がある。即ち、モータＭの同一回転速度（最大回転速度）に対して実際のズームレンズＺＬ（変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬ）の移動速度は、目標停止位置ＸＰがワイド側になる程大きくなり、レンズの慣性等によって速い速度で目標停止位置ＸＰに停止させることが困難となる。一方、テレ側ではワイド側よりも速い速度で目標停止位置ＸＰに停止させることが可能である。
【００３７】
このことから、ゲインｇは、目標停止位置ＸＰがワイド側になる程、目標停止位置ＸＰからブレーキ開始位置ＸＢまでの距離が長くなるように決定される。即ち、ゲインｇが大きくなる程、目標停止位置ＸＰからブレーキ開始位置ＸＢまでの距離が長くなるため、ワイド端のゲインｇ_Wがテレ端のゲインｇ_Tより大きい値となるように上式▲２▼の定数ａ、ｂの値が決定される。
【００３８】
具体的には、ワイド端を目標停止位置ＸＰとする場合に設定すべきゲインｇ_Wの値と、テレ端を目標停止位置ＸＰとする場合に設定すべきゲインｇ_Tの値とがメモリ２６にゲインデータとして事前に記憶されており、ＣＰＵ１２によってそれらの値がメモリ２６から読み出される。
【００３９】
そして、ワイド端の位置ＸをＸ_W、テレ端の位置ＸをＸ_Tとすると、次の方程式、
【００４０】
【数３】
ｇ_W＝ａ・Ｘ_W＋ｂ …▲３▼
ｇ_T＝ａ・Ｘ_T＋ｂ …▲４▼
が成り立ち、この方程式を解くと、
【００４１】
【数４】
ａ＝（ｇ_W−ｇ_T）／（Ｘ_W−Ｘ_T） …▲５▼
ｂ＝（ｇ_W・Ｘ_T−ｇ_T・Ｘ_W）／（Ｘ_T−Ｘ_W） …▲６▼
となることから、この式▲５▼、▲６▼により定数ａ、ｂが決定される。これによってズームレンズＺＬの各位置を目標停止位置ＸＰとする場合のゲインｇが上式▲２▼から算出できるようになる。
【００４２】
図５には、目標停止位置ＸＰがワイド側になる程、目標停止位置ＸＰからブレーキ開始位置ＸＢまでの距離が長くなるように定数ａ、ｂを決定した場合における目標停止位置ＸＰに対するゲインｇの値が示されており、例えば、ワイド端でのゲインｇ_Wの値を１００、テレ端でのゲインｇ_Tの値を５０として例示されている。
【００４３】
このようにズームレンズＺＬの各位置を目標停止位置ＸＰとする場合のゲインｇを決定すると、駆動信号Ｖは、図６に示すように、目標停止位置ＸＰがワイド側になる程、目標停止位置ＸＰからブレーキ開始位置ＸＢまでの距離が長くなり、目標停止位置ＸＰがどの位置であったとしても迅速且つ正確にズームレンズＺＬが目標停止位置で停止するようになる。
【００４４】
ところで、ズームレンズＺＬの各位置における止まり難さは、本システムが適用されるレンズ装置の種類（ズームレンズＺＬの種類、カム機構１６の構造等）、電源１８の状態等によっても異なる。
【００４５】
このため、図１に示したようにＣＰＵ１２には、上述のようにズームレンズＺＬの種類及びカム機構１６の構造等を特定するための情報としてレンズ倍率情報がレンズ選択スイッチ２２から与えられると共に、電源１８の状態（電圧）を知るための電源情報（電源電圧）が電源検出器２４から与えられるようになっている。
【００４６】
尚、レンズの止まり難さがズームレンズＺＬの種類によって異なるのは、例えばズームレンズＺＬの重さが種類によって異なるためであり、カム機構１６の構造によって異なるのは、例えば上述のようにカム溝の形状が異なるためである。また、レンズの止まり難さが電源１８の状態によって異なるのは、モータＭの最大回転速度が異なるためである。例えば、電源１８の電圧が高い程、モータＭの最大回転速度が大きくなるため、レンズは止まり難くなる。したがって、電源１８の電圧が高い程、目標停止位置ＸＰからブレーキ開始位置ＸＢまでの距離がより長くなるようにゲインｇを大きくすることが適切である。
【００４７】
一方、メモリ２６には、変更され得るレンズ倍率情報及び電源情報の幾つかの態様を考慮して、ＣＰＵ１２に与えられるレンズ倍率情報及び電源情報に適合するワイド端でのゲインｇ_Wの値とテレ端でのゲインｇ_Tの値とがゲインデータとして事前に記憶されている。
【００４８】
そこで、ＣＰＵ１２は、レンズ選択スイッチ２２から与えられたレンズ倍率情報、及び、電源検出器２４から与えられた電源情報に適合するゲインｇ_W、ｇ_Tの値をメモリ２６から読み出し、上述のように上式▲２▼の定数ａ、ｂを決定するようにしている。これによって、本システムが適用されるレンズ装置の種類や電源の状態にかかわらずズームレンズＺＬが意図した位置に適切に停止するようになる。
【００４９】
尚、上記説明では、ゲインｇの定数ａ、ｂの値を、ワイド端でのゲインｇ_Wの値とテレ端でのゲインｇ_Tの値により決定するようにしたが、所望の２点でのゲインにより決定することもできる。また、ワイド端−テレ端の途中の位置に一番カーブの急な点が存在する場合もあるが、その場合は、その急な点を１点加えて所望の３点でのゲインにより決定することもできる。また、レンズ倍率情報及び電源情報に対応する定数ａ、ｂの値をメモリ２６に記憶しておくようにしてもよい。
【００５０】
また、ゲインｇの式▲２▼や、駆動信号Ｖの式▲１▼は一例であって、他の式によりゲインｇや駆動信号Ｖを決定するようにしてもよい。更に、各目標停止位置に対応したゲインｇを式▲２▼のような演算式によって求めるのではなく、各目標停止位置に対応したゲインｇのデータをメモリ２６に記憶させておき、そのデータを単に読み出してゲインｇを決定するようにしてもよい。
【００５１】
次に、上記駆動信号Ｖを生成する際のＣＰＵ１２における処理手順について図７のフローチャートを用いて説明する。まず、ＣＰＵ１２は、レンズ選択スイッチ２２からレンズ倍率情報を取得する（ステップＳ１０）。続いて、電源検出器２４から電源１８の状態を取得する（ステップＳ１２）。そして、これらのステップＳ１０、ステップＳ１２により取得した情報に対応するゲインデータをメモリ２６から取得する（ステップＳ１４）。尚、ゲインデータは、上述のようにワイド端を目標停止位置とした場合におけるゲインｇ_Wの値とテレ端を目標停止位置とした場合におけるゲインｇ_Tの値である。
【００５２】
次に、操作部１０から指令信号を取得する（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１４で取得したゲインデータと、操作部１０からの指令信号により指令された目標停止位置ＸＰとからゲインｇを上式▲２▼により計算する（ステップＳ１８）。
【００５３】
次に、位置検出器２０からズームレンズＺＬの現在位置Ｘを取得する（ステップＳ２０）。そして、この現在位置Ｘと、上記ステップＳ１８において計算したゲインｇと、上記目標停止位置ＸＰとから上式▲１▼により駆動信号Ｖを算出する（ステップＳ２２）。そして、算出した駆動信号Ｖをモータ駆動回路１４に出力する（ステップS ２４）。以上の処理を繰り返すことにより、ズームレンズＺＬを目標停止位置に移動させることができる。
【００５４】
以上、上記実施の形態では、ズームレンズＺＬを駆動するレンズ制御システムについて説明したが、本発明は、可動レンズであれば、ズームレンズＺＬに限らず適用できる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ制御システムによれば、可動レンズを移動させて所定の目標位置に停止させる場合に、その目標位置に対して移動速度の減速を開始するブレーキ開始位置までの距離を目標位置に基づいて変更するようにしたため、各目標位置での可動レンズの止まり難さの程度に応じてブレーキ開始位置を適切に設定することができ、意図した位置に素早く正確に停止させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズ制御システムの全体構成を示した図であり、特にテレビカメラ用レンズ装置の撮影光学系に移動可能に配置されるズームレンズをモータ駆動するためのシステム構成を示した図である。
【図２】図２は、本発明に係るレンズ制御システムにおけるカム機構の構成を示した図である。
【図３】図３は、図のズームカム筒のカム溝を平面上に展開して示した図である。
【図４】図４は、ＣＰＵで生成される駆動信号Ｖの説明に使用した図である。
【図５】図５は、駆動信号Ｖを生成する際のゲインの説明に使用した図である。
【図６】図６は、ＣＰＵで生成される駆動信号Ｖの説明に使用した図である。
【図７】図７は、駆動信号を生成する際のＣＰＵにおける処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…操作部、１２…ＣＰＵ、１４…モータ駆動回路、１６…カム機構、１８…電源、２０…位置検出器、２２…レンズ選択スイッチ、２４…電源検出器、２６…メモリ、３２…ズームカム筒、３４Ｖ、３４Ｃ…カム溝、Ｍ…モータ、ＺＬ…ズームレンズ、ＶＬ…変倍係レンズ、ＣＬ…補正系レンズ

Claims

モータにより移動可能な可動レンズと、前記モータと前記可動レンズとを動力伝達可能に連結する動力伝達機構であって、前記モータの一定回転量に対する前記可動レンズの移動量が前記可動レンズの位置によって異なる構造を有する動力伝達機構と、前記可動レンズを設定すべき目標位置を指令する指示手段と、前記モータを駆動して前記可動レンズを移動させ、前記指示手段により指令された目標位置に対して前記可動レンズが所定の距離まで近づくと、前記可動レンズの移動速度を徐々に減速させて前記可動レンズを前記目標位置で停止させる制御手段とを備えたレンズ制御システムにおいて、
前記制御手段は、前記可動レンズが前記目標位置に対して所定の距離まで近づくと、前記可動レンズの移動速度の減速を開始すると共に、前記目標位置における前記モータの一定回転量に対する前記可動レンズの移動量が大きい程、前記所定の距離が長くなるように前記所定の距離を前記目標位置に基づいて変更することを特徴とするレンズ制御システム。
前記可動レンズの位置を検出する位置検出手段を備え、前記制御手段は、前記位置検出手段により検出される前記可動レンズの位置と、前記指示手段により指令された目標位置との差を所定のゲインで割った値に比例する回転速度により所定の最大回転速度を限度として前記モータを駆動すると共に、前記目標位置における前記モータの一定回転量に対する前記可動レンズの移動量が大きい程、前記ゲインの値が大きくなるように前記ゲインの値を前記目標位置に基づいて変更することにより、前記目標位置から前記減速を開始する位置までの前記所定の距離を変更することを特徴とする請求項１のレンズ制御システム。
前記制御手段は、前記可動レンズが重い程、又は、前記モータを駆動する電源の電圧が高い程、前記所定の距離を長くすることを特徴とする請求項１又は請求項２のレンズ制御システム。
前記動力伝達手段は、カム機構を介して前記モータの動力を前記可動レンズに伝達することを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１に記載のレンズ制御システム。
モータにより移動可能なズームレンズと、前記モータと前記ズームレンズとを動力伝達可能に連結する動力伝達機構であって、前記モータの一定回転量に対する前記ズームレンズの移動量がワイド側になる程大きくなる構造を有する動力伝達機構と、前記ズームレンズを設定すべき目標位置を指令する指示手段と、前記モータを駆動して前記ズームレンズを移動させ、前記指示手段により指令された目標位置に対して前記ズームレンズが所定の距離まで近づくと、前記ズームレンズの移動速度を徐々に減速させて前記ズームレンズを前記目標位置で停止させる制御手段とを備えたレンズ制御システムにおいて、
前記制御手段は、前記ズームレンズが前記目標位置に対して所定の距離まで近づくと、前記ズームレンズの移動速度の減速を開始すると共に、前記目標位置がワイド側になる程、前記所定の距離を長くすることを特徴とするレンズ制御システム。