(57)【要約】【課題】レンズ装置のズームやフォーカスなどの制御対象の移動速度を操作手段から与えられる駆動値の段階数よりも少ない段階数で切り替えて制御する場合に、移動速度が切り替わったときの駆動値に対して少なくとも大小一定の変化量の駆動値の範囲で移動速度が変化しないようにすることによって制御対象の移動速度を目的の速度で確実に保持することができるレンズ制御システムを提供する。【解決手段】ズームの移動速度を設定する移動速度算出手段１８は、ズーム操作手段１４から−１２７〜＋１２７の範囲で与えられるズーム駆動値に対して、−４〜＋４までの９段階のズーム移動速度値を設定する。その際、あるズーム移動速度値から他のズーム移動速度値に切り替えるときのズーム駆動値と、他のズーム移動値から元のズーム移動速度値に切り替えるときのズーム駆動値とを変更する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ装置の所定の制御対象の目標の移動速度を指示するために操作され、該操作の状態に応じた駆動値を出力する操作手段と、
前記制御対象を駆動する駆動手段と、
前記操作手段から出力された駆動値の段階数よりも少ない段階数の移動速度で前記駆動手段により駆動する前記制御対象の移動速度を切り替える移動速度切替手段であって、前記制御対象の移動速度を切り替えたときの前記駆動値に対して、前記駆動値の最小変化量よりも少なくとも大きい大小両側の変化量の範囲を、前記制御対象の移動速度を一定に保持する速度選択域とし、前記操作手段から出力された駆動値が前記速度選択域を超えると、前記制御対象の移動速度を切り替える移動速度切替手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ制御システム。
【請求項２】
前記操作手段から出力される得る駆動値の範囲を前記制御対象の各移動速度に対応した基準の速度選択域に重複した範囲なく分割したと想定した場合に、前記移動速度切替手段は、前記制御対象の移動速度を切り替えた際に、該切り替えた後の移動速度に対応する前記基準の速度選択域に対して大小両側に拡大した範囲を、前記制御対象の移動速度を一定に保持する速度選択域とすることを特徴とする請求項１のレンズ制御システム。
【請求項３】
前記制御対象は、レンズ装置のズーム又はフォーカスであることを特徴とする請求項１又は２のレンズ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ制御システムに係り、特にレンズ装置のズームやフォーカスを操作手段の操作に従って制御するレンズ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラシステム等において、レンズ装置のズーム（ズームレンズ）やフォーカス（フォーカスレンズ）などの制御対象を操作手段の操作に従って与えられる駆動値に基づいて電動で駆動するものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２６０３６９号公報
【特許文献２】特開平６−６２３００号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ズームやフォーカスなどの制御対象をパルスモーターやステッピングモーターなどによって駆動するレンズ装置では、制御対象の変更可能な移動速度が離散的でかつ少数の速度（粗い段階数での速度）に限られるという場合がある。これに対してズームシーソーなどのアナログ的（連続的）な駆動値（指令値）を出力する操作手段を、ズームやフォーカスなどの制御対象の目標速度を与える操作手段として使用する場合がある。このような場合には、操作手段から与えられる駆動値の段階数がレンズ装置での速度段階数より細かく（多く）なるため、一般に、操作手段から与えられる駆動値の範囲をレンズ装置での速度段階数と同数の範囲に分割し、分割した各範囲のうち同一範囲内の駆動値を同一目標速度を与える同一の速度選択域の駆動値として扱うようにしている。これによれば、駆動値が各速度選択域の境界値を超えるごとに制御対象の移動速度が切り替えられる。
【０００４】
しかしながら、操作手段から出力されている駆動値が、その駆動値が属する速度選択域と、それに隣接する速度選択域との境界付近の値であった場合に、操作者が一定の速度に保持しようとしても操作の振れや、信号の揺らぎ、ノイズ等によって駆動値が不用意に隣接する速度選択域に移ってしまい、制御対象の速度が急激に変動する等、制御対象の動作が不安定となる場合があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レンズ装置のズームやフォーカスなどの制御対象の移動速度を操作手段から与えられる駆動値の段階数よりも少ない段階数で切り替えて制御する場合に、制御対象の移動速度を目的の速度で確実に保持す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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ制御システムは、レンズ装置の所定の制御対象の目標の移動速度を指示するために操作され、該操作の状態に応じた駆動値を出力する操作手段と、前記制御対象を駆動する駆動手段と、前記操作手段から出力された駆動値の段階数よりも少ない段階数の移動速度で前記駆動手段により駆動する前記制御対象の移動速度を切り替える移動速度切替手段であって、前記制御対象の移動速度を切り替えたときの前記駆動値に対して、前記駆動値の最小変化量よりも少なくとも大きい大小両側の変化量の範囲を、前記制御対象の移動速度を一定に保持する速度選択域とし、前記操作手段から出力された駆動値が前記速度選択域を超えると、前記制御対象の移動速度を切り替える移動速度切替手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、制御対象の移動速度が切り替わった直後にその移動速度を保持しようとして操作者が操作手段の操作を停止した場合に、その移動速度を保持する駆動値の範囲が、即ち、速度選択域が、大小両側に設けられるため、駆動値が不用意に変動した場合であっても移動速度が変動しないようになる。
【０００８】
請求項２に記載のレンズ制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記操作手段から出力される得る駆動値の範囲を前記制御対象の各移動速度に対応した基準の速度選択域に重複した範囲なく分割したと想定した場合に、前記移動速度切替手段は、前記制御対象の移動速度を切り替えた際に、該切り替えた後の移動速度に対応する前記基準の速度選択域に対して大小両側に拡大した範囲を、前記制御対象の移動速度を一定に保持する速度選択域とすることを特徴としている。本発明は、速度選択域の具体的態様を示している。
【０００９】
請求項３に記載のレンズ制御システムは、請求項１又は２に記載の発明において、前記制御対象は、レンズ装置のズーム又はフォーカスであることを特徴としている。本発明が適用される場合のレンズ装置の制御対象としてズームやフォーカスが代表的なものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るレンズ制御システムによれば、レンズ装置のズームやフォーカスなどの制御対象の移動速度を操作手段から与えられる駆動値の段階数よりも少ない段階数で切り替えて制御する場合に、制御対象の移動速度を目的の速度で確実に保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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述する。
【００１２】
図１は、本発明に係るレンズ制御システムの一実施の形態の構成を示した構成図である。同図にレンズ装置１０は、例えばテレビカメラ用のレンズ装置であり、カメラ装置１２に装着されて使用される。レンズ装置１０にはカメラ装置１２の撮像素子の撮像面に被写体像を結像する光学系（撮影レンズ）が備えられており、その光学系を構成する所定のズームレンズ群やフォーカスレンズ群がそれぞれ光軸方向に前後動することによってズーム（焦点距離）やフォーカス（焦点位置）の調整が行えるようになっている。
【００１３】
また、レンズ装置１０は、ズームレンズ群やフォーカスレンズ群を電動で駆動するためのモータや制御系回路を備えている。モータは後述のズーム／フォーカス駆動手段２０から与えられる制御信号に従って制御されるようになっている。尚、レンズ装置１０には、カメラ装置１２からも各種制御信号が与えられている。
【００１４】
同図に示すズーム操作手段１４とフォーカス操作手段１６は、それぞれ操作者がズーム（ズームレンズ群）とフォーカス（フォーカスレンズ群）の移動速度を指示する操作手段であり、操作者の操作に従って各操作手段から所定の値範囲のズーム駆動値とフォーカス駆動値が出力されるようになっている。
【００１５】
移動速度算出手段１８は、ズーム操作手段１４とフォーカス操作手段１６のそれぞれから出力されたズーム駆動値とフォーカス駆動値を読み取り、後述のようにそれらの駆動値に基づいてズームとフォーカスの移動速度を決定（算出）する。
【００１６】
ズーム／フォーカス駆動手段２０は、移動速度算出手段１８により決定されたズームとフォーカスの各々の移動速度を示す値（移動速度値）を読み取り、それらの移動速度でレンズ装置１０のズームレンズ群とフォーカスレンズ群が移動するようにモータを駆動する。
【００１７】
以上の構成によってレンズ装置１０のズームとフォーカスがズーム操作手段１４とフォーカス操作手段１６における操作者の操作に従って駆動されるようになっている。
【００１８】
続いて、ズーム操作手段１４とフォーカス操作手段１６からのズーム駆動値とフォーカス駆動値に基づいてズームとフォーカスの移動速度を決定する移動速度算出手段１８の処理について説明する。尚、ズームとフォーカスのいずれについても同様に処理されるため、以下、ズームについての処理のみを説明する。
【００１９】
上記ズーム操作手段１４は、ズームシーソースイッチなどの操作部材の操作位置を例えばポテンショメータで検出し、その出力電圧の値をズーム駆動値として出力している。
【００２０】
移動速度算出手段１８は、ＣＰＵを搭載しており、そのＣＰＵによってズーム操作手段１４からのズーム駆動値を例えば８ビット分解能のＡ／Ｄ変換器を介して読み取る。これによって、ズーム操作手段から例えば（−１２７）〜（＋１２７）の値範囲のズーム駆動値（整数）を読み取る。
【００２１】
一方、レンズ装置１０のズームの移動速度は、９段階の離散的な速度で変更できるようになっており、移動速度算出手段１８は、ズーム駆動値に基づくズーム移動速度を、−４〜＋４の値範囲のズーム移動速度値（整数）により決定する。
【００２２】
ここで、変更可能なズーム移動速度の段階数は、ズーム駆動値の段階数（分解能）よりも少なく一致していない。そのため、移動速度算出手段１８は、ズーム操作手段１４から出力されるズーム駆動値の範囲（−１２７〜１２７）をズーム移動速度値（−４〜４）の段階数（９）で分割し、分割した各範囲に各ズーム移動速度値を対応させる。尚、分割したズーム駆動値の各範囲を速度選択域というものとし、対応させたズーム移動速度値によって各速度選択域を「＋４の速度選択域」、「＋３の速度選択域」、…、「−４の速度選択域」というものとする。
【００２３】
そして、移動速度算出手段１８は、ズーム操作手段１４から読み取ったズーム駆動値に対して、そのズーム駆動値が属する速度選択域に対応するズーム移動速度値のズーム移動速度に決定する。
【００２４】
図２のＡ欄に示すようにズーム移動速度値は−４〜４までの９段階で変更可能であり、それに対して同図のＢ欄に示すようにズーム駆動値が−１２７〜＋１２７までの値範囲で変更される。このとき、−１２７〜＋１２７までの値範囲を９つの範囲に略等分割して９つのズーム移動速度値に対応する速度選択域を設定したとすると、同図のＣ欄に示すように各速度選択域の境界値が設定される。これによれば、−４〜＋４のズーム移動速度値に対応した−４〜＋４の速度選択域はそれぞれ「−１２７〜−１００」、「−９９〜−７１」、「−７０〜−４３」、「−４２〜−１５」、「−１４〜＋１４」、「＋１５〜＋４２」、「＋４３〜＋７０」、「＋７１〜＋９９」、「＋１００〜＋１２７」の値範囲として設定されており、これらの速度選択域の境界値は、基準の速度選択域の境界値を設定する不変の境界値（コンスタントな境界値）として参照される。
【００２５】
ここで、もし、この不変の境界値によって設定される基準の速度選択域に従ってズーム移動速度を決定したとすると、例えば、ズーム操作手段から読み取ったズーム駆動値が−１４〜＋１４までの０（ズーム移動速度値０）の駆動選択域に属する値の場合には、ズーム移動速度値が０に決定され、ズームは停止した状態となる。この状態から例えばズーム駆動値が＋１４を超えて＋１５に変化したとすると、ズーム駆動値が＋１の速度選択域に属する値となり、ズーム移動速度値が＋１に決定され、ズームが移動を開始する。このとき、そのズーム駆動値が＋１５のように境界値又はその近傍の値であった場合に、ズーム操作手段の操作や出力に不作為の揺らぎ等が生じたとすると、ズーム駆動値が０の速度選択域と＋１の速度選択域の値の間を変動する。そのため、ズームが停止状態と移動状態とを繰り返すことになる。このようなことからズーム駆動値が各速度選択域の境界付近の値の場合にはズームの移動速度を安定に保つことが難しい。
【００２６】
そこで、移動速度算出手段１８では、ズーム操作手段１４から読み取ったズーム駆動値が現在属している速度選択域（現在設定されているズーム移動速度値の速度選択域）の範囲が拡大するようにその境界値を上記不変の境界値から変更するようにしている。
【００２７】
例えば、ズーム駆動値が０の速度選択域に設定されている場合には、図２のＤ欄に示すように０の速度選択域の低速側境界値が−１４から−１６に変更され、高速側境界値が＋１４から＋１６に変更される。それに伴って、−１の速度選択域の高速側境界値が−１４から−１７に変更され、＋１の速度選択域の低速側境界値が＋１４から＋１７に変更される。
【００２８】
ズーム駆動値が＋１６を超えて＋１の速度選択域に設定された場合には、図２のＥ欄に示すように＋１の速度選択域の低速側境界値が＋１７（不変の境界値に対しては＋１５）から＋１３に変更され、高速側境界値が＋４２から＋４４に変更される。それに伴って、０の速度選択域の高速側境界値が−１６から＋１２に変更され、＋２の速度選択域の低速側境界値が＋４３から＋４５に変更される。
【００２９】
更に、ズーム駆動値が＋４４を超えて＋２の速度選択域に設定された場合には、図２のＦ欄に示すように＋２の速度選択域の低速側境界値が＋４５（不変の境界値に対しては＋４３）から＋４１に変更され、高速側境界値が＋７０から＋７２に変更される。それに伴って、＋１の速度選択域の高速側境界値が−４４から＋４０に変更され、＋３の速度選択域の低速側境界値が＋７１から＋７３に変更される。
【００３０】
このようにズーム駆動値が現在属している速度選択域の低速側境界値及び高速側境界値が、その速度選択域を拡大するように不変の境界値に対して２ずつ変更される。
【００３１】
図３は、ズーム駆動値とそれに対応するズーム移動速度値との関係を一部の速度選択域に着目してグラフで示した図である。同図において横軸のズーム駆動値ｘに対してそれに対応するズーム移動速度値ｙが縦軸に示されており、ズーム移動速度値ＹとＹ＋１の２つ速度選択域が示されている。同図の実線で示す速度選択域は、基準の速度選択域を示し、Ｙの速度選択域の高速側境界値（不変の境界値）をＸ、Ｙ＋１の速度選択域の低速側境界値（不変の境界値）をＸ＋１としている。
【００３２】
一方、ズーム操作手段１４から読み取ったズーム駆動値ｘがＹの速度選択域又はＹ＋１の速度選択域に属している場合（現在設定されているズーム移動速度値の速度選択域がＹ又はＹ＋１の場合）にその速度選択域の範囲は、実線よりも広い点線を含む範囲まで拡大される。例えば、ズーム駆動値ｘが現在属している速度選択域がＹの速度選択域であるとすると、隣接するＹ＋１の速度選択域に移行する場合には、点線を含む範囲の端の値Ｘ＋２よりも外側（高速側）の値Ｘ＋３までズーム駆動値ｘが変化しなければ、Ｙ＋１の速度選択域には変更されない。逆にズーム駆動値ｘが現在属している速度選択域がＹ＋１の速度選択域であるとすると、隣接するＹの速度選択域に移行する場合には、点線を含む範囲の端の値Ｘ−２よりも外側（低速側）の値Ｘ−３までズーム駆動値ｘが変化しなければ、Ｙの速度選択域には変更されない。
【００３３】
このように、ズーム駆動値が属している速度選択域が拡大されると共に、ズーム駆動値が新たな速度選択域に移行して操作が停止した場合にズーム駆動値が少なくとも境界値から２以上離れた値となるため、上述のような不安定な動作が防止される。尚、本実施の形態では、ズーム駆動値が現在属している速度選択域の低速側境界値と高速側境界値が不変の境界値に対して２ずつ変更されるようになっているが、２以外の大きさで変更してもよい。
【００３４】
図４は、以上のようにしてズーム移動速度を設定（決定）する移動速度算出手段１８での処理手順を示したフローチャートである。移動速度算出手段１８は、まず、ズーム操作手段１４からズーム駆動値を取得する（ステップＳ１０）。続いて現在設定されているズーム移動速度値の速度選択域の範囲（低速側境界値と高速側境界値）を算出する（ステップＳ１２）。
【００３５】
具体的には、ズーム駆動値の範囲量（−１２７から＋１２７までの２５５）をＸＷ、ズーム移動速度値の範囲（−４から＋４までの９）をＹＷ、現在設定されているズーム移動速度値をｙ、基準の速度選択域に範囲（不変の境界値）に対して速度選択域を拡大する場合の拡大する大きさ（２）を範囲拡張パラメータＳとすると、低域側境界値ＸＬは、次式、
ＸＬ＝｜ＸＷ／ＹＷ・ｙ＋１｜−Ｓ
により算出する。高域側境界値ＸＨは、次式、
ＸＨ＝｜ＸＷ／ＹＷ・（ｙ＋１）｜＋Ｓ
により算出する。但し、記号（｜｜）は小数点以下切捨てを意味する。また、計算上負の値を使えないためズーム移動速度値ｙは図２に示した−４から＋４までの値に対して４を加算した値の０から＋８までの値として扱い、上式から求めたＸＬ、ＸＨに−１２７を加算した値を低域側境界値、高域側境界値とする。更に、このようにして求めた低域側境界値、高域側境界値が−１２７〜＋１２７の範囲から外れた場合には−１２７又は＋１２７に補正する。
【００３６】
次に、移動速度算出手段１８は、ステップＳ１０で取得したズーム駆動値が、ステップＳ１４で求めた現在の速度選択域の範囲外の値か否かを判定する（ステップＳ１６）。ＮＯと判定した場合、即ち、ステップＳ１０で取得したズーム駆動値が属する速度選択域に変更がない場合には、ズーム移動速度値を変更しないため、以下のステップＳ１８、Ｓ２０を行わずに本フローチャートを終了する。
【００３７】
一方、ステップＳ１６においてＹＥＳ、即ち、ステップＳ１０で取得したズーム駆動値が現在の速度選択域の範囲外の値と判定した場合には、そのズーム駆動値が属する速度選択域のズーム移動速度値を算出する（ステップＳ１８）。具体的には、ステップＳ１０で取得したズーム駆動値をｙ、ズーム移動速度値の範囲（−４から＋４までの９）をＹＷ、ズーム駆動値の範囲量（−１２７から＋１２７までの２５５）をＸＷとすると、ズーム移動速度値ｙは、次式、
ｙ＝｜ＹＷ／ＸＷ・ｙ｜
により算出する。但し、記号（｜｜）は小数点以下切捨てを意味する。また、上述のようにズーム移動速度値ｙは０から＋８までの値として扱われる。更に、求めたズーム移動速度値ｙが０〜＋８の範囲から外れた場合には、０又は＋８に補正する。
【００３８】
このようにしてズーム移動速度値を算出すると、次に移動速度算出手段１８は、そのズーム移動速度値をズーム／フォーカス駆動手段に与え、そのズーム移動速度値に対応した移動速度でズームを駆動させる（ステップＳ２０）。以上の処理が終了すると本フローチャートを終了する。尚、本フローチャートの処理は、フォーカスに関する移動速度の設定の処理と共に繰り返し実行される。
【００３９】
次に、ズーム移動速度の設定（決定）を図２に示したような表データをデータテーブル化して記憶することによって行う場合の処理手順を図５のフローチャートに示す。移動速度算出手段１８は、まず、ズーム操作手段１４からズーム駆動値を取得する（ステップＳ３０）。続いて、図２に示したように各ズーム移動速度値に設定されている場合における各移動速度域の範囲を示したデータテーブルを参照し、現在設定されているズーム移動速度値においてステップＳ３０で取得したズーム駆動値が属する速度選択域のズーム移動速度値を新たなズーム移動速度値として選択する（ステップＳ３２）。
【００４０】
次にステップＳ３２で選択したズーム移動速度値が現在のズーム移動速度値と異なるか否かを判定する（ステップＳ３４）。ＮＯと判定した場合には、ズーム移動速度に変化がないため以下のステップＳ３６の処理を行わずに本フローチャートを終了する。一方、ステップＳ３４でＹＥＳと判定した場合には、ステップＳ３２で新たに選択したズーム移動速度値をズーム／フォーカス駆動手段２０に与え、そのズーム移動速度値に対応する移動速度でズームを駆動させる（ステップＳ３６）。以上の処理が終了すると本フローチャートを終了する。尚、本フローチャートの処理は、フォーカスに関する移動速度の設定の処理と共に繰り返し実行される。
【００４１】
以上、上記実施の形態ではズームに関する移動速度の設定に関して設定したが、フォーカスやその他のレンズ装置の制御対象となるものの移動速度に設定に関しても上記実施の形態と同様に本発明を適用できる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、現在設定されているズーム移動速度値の速度選択域を拡大することによってズームの不安定な動作を防止するようにしたが、これに限らず、ズームの移動速度値が切り替わったときのズーム駆動値に対して、ズーム駆動値の最小変化量（上記実施の形態では１）よりも少なくとも大きい大小両側の変化量の範囲が、ズーム移動速度を切り替えた後の移動速度を保持する速度選択域となるようにすればよい。また、例えば、ズーム操作手段１４の操作が停止したとみなせる状態、即ち、ズーム駆動値が変化していないとみなせる状態となった場合に、そのズーム駆動値に対してズーム駆動値が少なくとも最小変化量よりも大きい変化量の変化が生じるまではそのズーム駆動値の変化は無効としてズーム移動速度値を変化させないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明に係るレンズ制御システムの一実施の形態の構成を示した構成図である。
【図２】図２は、ズーム移動速度値とズーム駆動値との関係を説明した説明図である。
【図３】図３は、ズーム駆動値とそれに対して算出されるズーム移動速度値との関係を一部の速度選択域に着目してグラフで示した図である。
【図４】図４は、ズーム移動速度を設定する移動速度算出手段での処理手順を示したフローチャートである。
【図５】図５は、ズーム移動速度を設定する移動速度算出手段での他の処理手順の態様を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１０…レンズ装置、１２…カメラ装置、１４…ズーム操作手段、１６…フォーカス操作手段、１８…移動速度算出手段、２０…ズーム／フォーカス駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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