(57)【要約】      （修正有）【課題】光学レンズの駆動部へ電力を供給する電源供給能力を考慮した、より優れた操作性を有する操作装置及びレンズ装置を提供する。【解決手段】光学素子１５と、該光学素子を駆動する駆動手段１４と、該駆動手段を制御する制御手段１３と、を有するレンズ装置９０であって、前記制御手段が、前記光学素子を操作するための第１の信号Ｓｄと、前記第１の信号の差分値に対して係数αを乗じて得られる第２の信号Ｐｎとを加算して得られる信号であって、前記係数は、前記第１の信号の関数であるレンズ装置において、前記係数は、前記駆動手段に対する電源供給能力の関数であることを特徴とするレンズ装置とする構成をとる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子と、該光学素子を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、
を有するレンズ装置であって、
前記制御手段が、前記光学素子を操作するための第１の信号と、
前記第１の信号の差分値に対して係数を乗じて得られる第2の信号とを加算して得られる信号であって、
前記係数は、前記第１の信号の関数であるレンズ装置において、
前記係数は、前記駆動手段に対する電源供給能力の関数である
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ装置において、
係数αが負の時、
前記電流供給能力が高い場合の係数αは、前記電流供給能力が低い場合の係数αよりも小さく設定する
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズ装置において、
係数αが正の時、
前記電流供給能力が高い場合の係数αは、前記電流供給能力が低い場合の係数αよりも大きく設定する
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズ装置において、
前記電流供給能力は、電源の電流制限値または電源のインパルス応答能力である
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項５】
光学素子と、該光学素子を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、
を有するレンズ装置であって、
前記制御手段が、前記光学素子を操作するための第１の信号と、
前記第１の信号の差分値に対して係数を乗じて得られる第2の信号とを加算して得られる信号であって、
前記係数は、前記第１の信号の関数であるレンズ装置において、
前記駆動手段に対する電源供給能力は、前記係数の関数である
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項６】
レンズ装置の光学素子を駆動するための操作部を備えた操作装置であって、
前記操作部の位置に応じて操作信号を出力する制御手段を備えており、
前記操作信号が、前記操作部の位置に応じた第１の信号と、前記第１の信号の差分値に
対して係数を乗じて得られる第２の信号とを加算して得られる信号であって、
前記係数は、前記第１の信号の関数であって、
前記係数は、前記駆動手段に対する電源供給能力の関数である
ことを特徴とする操作装置。
【請求項７】
光学素子と、該光学素子を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、
を有するレンズ装置および、
前記レンズ装置の光学素子を駆動するための操作部を備えた操作装置および、
前記操作装置が出力する前記光学素子を操作するための第１の信号と、
前記第１の信号の差分値に対して係数を乗じて得られる第2の信号とを加算して得られる信号を生成する差分演算装置であって、
前記係数は、前記第１の信号の関数であって、
前記係数は、前記駆動手段に対する電源供給能力の関数である
ことを特徴とする差分演算装置。
【請求項８】
レンズ装置および前記レンズ装置の操作装置および請求項１１に記載の差分演算装置にて構成される撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放送用カメラに用いる操作装置及びレンズ装置、撮影システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大型の放送用レンズ装置などにおいては、レンズにコントローラを接続し、ズームやフォーカス、アイリスなど、光学レンズの可動部を駆動している。ここで本発明は、レンズ装置の駆動系やコントローラが有する遅れ要素、更には撮影者の操作に起因する各種の遅れ要素などを補い、また、コントローラの出力特性に起因して生ずる操作性の低下要因を補うことを目的として、以下の特許文献１の技術を発明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４８６５３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、コントローラやレンズ装置の操作性を研究する中で、駆動対象の電流制限値を上げた際、特許文献１において実施した演算処理（同文献の請求項１相当の処理）により減速時に過度なブレーキが発生し、ユーザにとってスムーズに駆動対象を停止させることが難しくなるという、新たな課題を発見した。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、光学レンズの駆動部へ電力を供給する電源供給能力を考慮した、より優れた操作性を有する操作装置及びレンズ装置、レンズ装置を提供することにある。また、必要とされる操作性に対して、最適な電源供給能力を確保できる操作装置及びレンズ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るレンズ装置の技術的特徴は、
光学素子と、該光学素子を駆動する駆動手段と、該駆動手段を制御する制御手段と、
を有するレンズ装置であって、
前記制御手段が、前記光学素子を操作するための第１の信号と、
前記第１の信号の差分値に対して係数を乗じて得られる第2の信号とを加算して得られる信号であって、
前記係数は、前記第１の信号の関数であるレンズ装置において、
前記係数は、前記駆動手段に対する電源供給能力の関数である
ことを特徴とするレンズ装置
とする構成をとる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る操作装置及びレンズ装置によれば、光学レンズの駆動部へ電力を供給する電源供給能力を考慮したより優れた操作性を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のレンズ装置の機能ブロック図である。
【図２】実施例１のコントローラの斜視図である。
【図３】実施例１の各部波形である。
【図４】実施例１の差分演算手段における処理を説明したフォローチャートである。
【図５】実施例２の差分演算手段における係数αを説明した図である。
【図６】実施例２の差分演算手段における処理を説明したフォローチャートである。
【図７】実施例３のレンズ装置の機能ブロック図である。
【図８】実施例３の電流制限決定手段における処理を説明したフォローチャートである。
【図９】実施例４の各部波形である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
［実施例１］
図１はレンズ装置９０の機能ブロック図を示し、レンズ装置９０は主として、差分演算手段９１、加算手段１２、制御手段１３、駆動手段１４、光学レンズ部１５、電流制限決定手段９６から構成されている。
【００１０】
差分演算手段９１は、後紀する図２のコントローラ３０からのレンズ装置９０に対する指令信号Ｓｄ（：第１の信号、レンズ装置の内部ではＶｎと表記する）を受信し、時系列的に並ぶ１つ前の指令信号Ｖｎ−１との差分を演算し、後記する電流制限値Ｌｉｍで決定する係数αを乗算した演算結果Ｑｎ＝α×（Ｖｎ−Ｖｎ−１）を加算手段１２に出力する。なお、この係数αを乗算することで、差分演算量を所望の範囲に調整できるという利点がある。
【００１１】
この構成により、レンズ装置９０では指令信号Ｖｎの差分演算信号Ｐｎを加算手段１２で指令信号Ｖｎに加算し、制御手段１３は加算結果（Ｖｎ＋Ｐｎ）に基づいて駆動信号Ｓｃを出力して、駆動手段１４を介して制御対象を制御する。従って、指令信号Ｖｎが急峻に変化すると、差分演算信号Ｐｎが大きくなるため、制御手段１３は指令信号Ｖｎに急峻さを反映して、駆動手段１４を制御することになる。
【００１２】
駆動手段１４は駆動信号Ｓｃおよび後記する電流制限値Ｌｉｍを受信し、機械的に接続された光学レンズ部１５の可動部を電流制限値Ｌｉｍ以下で駆動する。光学レンズ部１５は駆動手段１４と機械的に接続されたズームレンズに付設されている。また、電流制限決定手段９６は、電流制限を決定する公知公用の電子スイッチであり、このスイッチで設定した電流制限値Ｌｉｍを、差分演算手段９１および駆動手段１４へ出力する。
【００１３】
なお、一般的に光学レンズ部１５の可動部には、可動範囲における現在位置を検出するセンサが取り付けられており、制御手段１３にこのセンサの出力である位置信号Ｓｆをフィードバックすることで、フィードバック制御を行っている。このフィードバック制御を行う場合に、可動部の状態を検出する信号は位置信号に限らず、制御方式などに応じて、適宜必要な信号を検出しフィードバック制御を行えばよい。
【００１４】
上述の指令信号Ｓｄは内部データとしてレンズ装置９０が保持しても支障はなく、制御方法に限定はない。また、光学レンズ部１５の光学レンズ部は、フォーカスレンズ、アイリス（絞り）部、エクステンダレンズであってもよく、その形態は限定されない。
【００１５】
図２は回転型の信号調節手段であるコントローラ３０の斜視図を示し、操作部であるサムリング３１の回転を検知するこの種のコントローラ３０は、一般的にズームデマンドと呼ばれている。主として、サムリング３１、回転を検知するポテンショメータ３２、その出力を受ける速度指令値演算手段３３、ばね係数の大きさを調整するばね係数調整手段３４、デマンドカーブスイッチ３５、信号線であるデマンドケーブル３６により構成されている。
【００１６】
サムリング３１の回転軸には、ポテンショメータ３２の回転軸が機械的に接続されており、ポテンショメータ３２は回転角度信号Ｓｓを速度指令値演算手段３３に出力する。速度指令値演算手段３３はコントローラ３０の最終的な出力である指令信号Ｓｄを決定し、またばね係数調整手段３４はサムリング３１に接続されるばねの復元力を調整する。デマンドカーブスイッチ３５は複数のデマンドカーブのうちの１つのカーブを選択し、デマンドケーブル３６は指令信号Ｓｄをレンズ装置９０に送出する。
【００１７】
なお、サムリング３１に接続されるばねは、サムリング３１の回転軸に機械的に接続され、操作部３１は外力に応じて図２のＸ方向や−Ｘ方向に回転し、この外力が取り除かれると、ばねの復元力によりセンタ位置Ｏに戻る構成になっている。
【００１８】
次に、レンズ動作の詳細について、以下説明する。図３はレンズ動作の詳細を説明した図であり、ある時刻におけるコントローラ３０が出力するスピードコントロール信号Ｖｎ、駆動電流、光学レンズ部の位置信号Ｓｆを示す。なお、ここでは全て同じスピードコントロール信号Vnに対する各部波形を示す。また、図３において、差分演算手段９１を適用しない（図１のＱｎが常に０）場合をケース(A)（以下(A)）とし、適用する場合をケース(B)、(C)（以下(B)、(C)）とする。また、(B)は電流制限値ＬｉｍがＬｉｍ２の場合とし、(C)は電流制限値ＬｉｍがＬｉｍ３（Ｌｉｍ２＜Ｌｉｍ３）の場合とする。さらに、時系列順に時刻ｔ１、２、３、４、５と定義する。
【００１９】
図３において、コントロールＶｎに関して、コントローラ３０の操作によって、時刻ｔ１までは最高速度相当のコントロールが維持され、時刻ｔ１から時刻ｔ４にかけて上記(A)が序所に減速し、時刻ｔ４でゼロ（停止となるコントロール）となったとすると、上記(B)および(C)は、差分演算手段９１の演算処理によってスピードコントロール信号Ｖｎが加工されることで、時刻ｔ１の直後に急峻に変化しゼロへ至る。
【００２０】
次に、駆動電流に関して、上記(A)〜(C)は、時刻ｔ１までは最高速駆動状態の一定電流が流れる。そして、上記(A)の場合、時刻ｔ１の直後に一時的に電流制限Ｌｉｍ２で飽和したブレーキ電流が流れる。その後、時刻ｔ５まで弱いブレーキ電流が流れ、時刻ｔ５以降は電流がゼロとなる。その一方で、上記(B)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで電流制限Ｌｉｍ２のブレーキ電流が継続的に流れ、時刻ｔ３以降は電流がゼロとなる。また、上記(C)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで電流制限Ｌｉｍ３の大きなブレーキ電流が継続的に流れ、時刻ｔ２以降は電流がゼロとなる。
【００２１】
最後に、位置信号Ｓｆに関して、上記(A)〜(C)は、時刻ｔ１まで最高速度で推移する。そして、上記(A)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ４にかけて序所に減速し時刻ｔ５で停止する。その一方で、上記(B)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで短時間に減速して停止する。さらに、上記(C)の場合、電流制限値が緩和（Ｌｉｍ２→Ｌｉｍ３）されたため、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで非常に大きなブレーキが掛り、急激に停止する。
【００２２】
以上の通り、差分演算手段９１の演算内容（Qｎ＝α×（Ｖｎ - Ｖｎ−１））が電流制限値に関係なく不変な場合、電流制限値が大きくなると（上記(B)⇒(C)）、より大きなブレーキ電流が継続的に流れ、急激に停止してしまう。
【００２３】
このように、本発明は、コントローラやレンズ装置の操作性を研究する中で、電流制限値が上がると、差分演算手段９１の演算処理により過度なブレーキが発生し、その結果として、ユーザにとってスムーズにレンズを停止させることが難しくなるという新たな課題を発見した。
【００２４】
そこで、本発明は、電流制限値が上がった際でも、過度なブレーキが生じないように、差分演算手段９１において演算する上記係数αを電流制限値の関数とする処理を適用した。
【００２５】
以下、差分演算手段９１における係数αの決定方法について説明する。図４は、差分演算手段９１における係数αの決定方法を説明したフローチャートである。
【００２６】
まずステップST０１において、差分演算手段９１は電流制限値Ｌｉｍを取得する。次にステップST０２において、取得したＬｉｍと既設の電流制限値Ｌｉｍ１を比較し、ＬｉｍがＬｉｍ１未満の場合、ステップST０４へ進み、ＬｉｍがＬｉｍ１以上の場合、ステップST０３へ進む。また、ステップST０３において、Ｌｉｍが既設の電流制限値Ｌｉｍ２（Ｌｉｍ１＜Ｌｉｍ２）未満の場合、ステップST０５へ進み、ＬｉｍがＬｉｍ２以上の場合、ステップST０６へ進む。またステップST０４において、αをα１×２とし、ステップST０５において、αをα１とし、ステップST０６において、αをα１×１／２とする。
【００２７】
以上の処理により、電流制限値ＬｉｍがＬｉｍ１〜Ｌｉｍ２で、係数α＝α１である場合を基準とした時に、電流制限値ＬｉｍがＬｉｍ１未満の場合は係数αをより大きい値（α１×２）を設定し、逆にＬｉｍ２以上の場合は係数αをより小さい値（α１×１／２）を設定する。
【００２８】
従って、図３で説明した(C)（電流制限値がＬｉｍ２より大きいＬｉｍ３）の場合、係数αはステップＳＴ０６においてα１×１／２となり、例えば係数αがα１のままで電流制限値がＬｉｍ３となる場合と比較して、過度なブレーキを抑制できる。従って、上記(B)の場合と同様の軌跡（位置信号Ｓｆ）を辿って時刻ｔ２よりも遅い時刻ｔ３で停止させることも可能となる。
【００２９】
逆に、電流制限ＬｉｍがＬｉｍ２未満の場合、ブレーキ電流はＬｉｍ２よりも小さくなるため、停止に要する時間が伸びてしまう可能性があるが、係数αをα１×２とすることで、停止時間が不要に長くなることも併せて除去できる。
【００３０】
［実施例２］
異なる実施例について、以下説明する。本実施例では、実施例１の差分演算手段９１の係数αを変更した点が異なる。
【００３１】
図５は実施例２のレンズ装置に用いる差分演算手段における係数αのグラフであり、α＝ｋ１／Ｖｎ＋k２、α＝k１／Ｖｎ＋k３、α＝k１／Ｖｎ＋k４の３本で構成される。
【００３２】
以下、本実施例の差分演算手段における係数αの決定方法について説明する。図６は、差分演算手段における係数αの決定方法を説明したフローチャートである。ステップＳＴ０１からステップＳＴ０３は実施例１の図４と同様で、ステップＳＴ０７からステップＳＴ０９において、係数αをそれぞれ、α＝k１／Ｖｎ＋k３、α＝k１／Ｖｎ＋k２、α＝k１／Ｖｎ＋k４に設定する。
【００３３】
これにより、ＬｉｍがＬｉｍ１未満の場合はα＝k１／Ｖｎ＋k３が適用され、ＬｉｍがＬｉｍ２未満の場合はα＝k１／Ｖｎ＋k２が適用され、ＬｉｍがＬｉｍ２以上の場合はα＝k１／Ｖｎ＋k４が適用される。
【００３４】
放送用のズームデマンドのカーブは、低速を出し易くすることなどの目的から、ズームスピードが低速域の傾きが小さく設定されている場合が一般的であるが、このように、係数αをＶｎの逆数の関数とすることで、Ｖｎが小さい時は係数αが大きく、Ｖｎが大きいときは係数αが小さくなるため、Ｖｎが小さい場合でも操作性を犠牲にしない。
【００３５】
また、実施例１の図３で説明した(C)の過度なブレーキが発生するのは、一般的にＶｎが大きい場合が多く（Ｖｎ−Ｖｎ−１も大きくなる傾向にある）ため、Ｖｎが大きい時により有効となる上記３式の右辺第二項（ｋ３、ｋ４、ｋ５）を小さくすると、この過度なブレーキの抑制を効果的に防止できると共に、Ｖｎが小さい場合の操作性も犠牲にしない。
【００３６】
［実施例３］
さらに異なる実施例について、以下説明する。なお、実施例１では、差分演算手段９１の係数αは電流制限値Ｌｉｍの関数であったが、本実施例では、電流制限値Ｌｉｍが係数αの関数とする。また、実施例１の差分演算手段９１および電流制限決定手段９６の代わりに、差分演算手段１０１および電流制限決定手段１０６を用い、また表示手段１０７を新たに追加している。
【００３７】
差分演算手段１０１は、差分演算手段９１に対して、不記載の公知公用のスイッチを追加した点が異なり、このスイッチの選択によって係数αが決定され、電流制限決定手段１０６へこの係数α出力する。
【００３８】
電流制限決定手段１０６は、電流制限決定手段９６に対して、電流制限を決定する公知公用の電子スイッチの代わりに、差分演算手段１０１が出力する係数αによって、電流制限値を決定する。また、表示手段１０７は、係数αや電流制限値を表示する表示部である。
【００３９】
以下、本実施例の電流制限決定手段における電流制限値Ｌｉｍの決定方法について説明する。なお、後記の係数α１とα２の大小関係をα１＜α２とする。図８は、電流制限決定手段１０６における電流制限値Ｌｉｍの決定方法を説明したフローチャートである。
【００４０】
まず、ステップST１０において、電流制限決定手段１０６は係数αを取得する。次にステップST１１において、取得した係数αと既設の閾値α１を比較し、係数αがα未満の場合、ステップST１３へ進み、係数αがα１以上の場合、ステップST１２へ進む。また、ステップST１２において、係数αがα２未満の場合、ステップST１４へ進み、係数αがα２以上の場合、ステップST１５へ進む。またステップST１３〜１５において、ＬｉｍをＬｉｍ１、Ｌｉｍ２、Ｌｉｍ３とする。
【００４１】
以上により、係数αが大きく電流飽和がより発生し易い条件の場合は、電流制限値がより大きく、逆に電流飽和が発生し難い場合は、電流制限値を小さく設定できる。この結果、不必要に電流制限値を大きく設定することがなくなり、例えば、異常電流が流れた場合でも、安定した電流制限値で抑えることができるという新たな効果を生む。
【００４２】
［実施例４］
さらに異なる実施例について、以下説明する。実施例１では、減速時(停止時)について説明したが、本実施例では、実施例１（図１〜３）において、加速時に本発明を適用した場合について説明する。
【００４３】
なお、実験やフィールドテストの結果から、発明者は撮影者にとっては停止時に発生するオーバーシュートが、最も懸念される問題として認識されることを過去に発見した。そこで、本実施例では、加速時は減速時と比較して係数αを大きくすることも考えられるが、電流制限値が低い場合に過度に係数αを大きくすると、今度は駆動電流が電流制限で飽和する時間が長くなり、かえって操作感が低下することを新たに発見した。
【００４４】
そこで、本実施例においては、このような飽和する時間の増加に伴う操作感の低下を防ぎつつ、減速時の係数αよりも大きいαを選択することで、加速時の良好な操作感を実現できる、より適切な係数αを設定可能としている。
【００４５】
図９は、実施例１の図３と同様に、レンズ動作の詳細を説明した図であり、停止時から加速する場合を示す。なお、以下(A)〜(C)、電流制限値Ｌｉｍ２およびＬｉｍ３、時刻ｔ１〜５は、実施例１と同様に定義する。
【００４６】
最初に、コントロールＶｎに関して、コントローラ３０の操作によって時刻ｔ１までは停止状態で、時刻ｔ１から時刻ｔ４にかけて序所に加速し、時刻ｔ４で最高速となったとすると（(A)）、(B)および(C)の場合、差分演算手段９１の演算処理によってコントロール信号Ｖｎが加工されることで、時刻ｔ１の直後に急峻に変化し最高速へ至る。
【００４７】
次に、駆動電流に関して、(A)〜(C)は時刻ｔ１までは停止状態のため電流はゼロである。そして、(A)の場合、時刻ｔ１の直後に一時的に電流制限Ｌｉｍ２で飽和した加速電流が流れ、後は最高速で駆動する一定電流が流れる。その一方で、(B)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで電流制限Ｌｉｍ２の加速電流が継続的に流れ、時刻ｔ３以降は一定電流が流れる。また、(C)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで緩和された電流制限Ｌｉｍ３の大きな加速電流が継続的に流れ、時刻ｔ２以降は一定電流が流れる。
【００４８】
最後に、位置信号Ｓｆに関して、(A)〜(C)は時刻ｔ１まで停止状態で推移する。そして、上記(A)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ４にかけて序所に加速し時刻ｔ５で最高速となる。その一方で、上記(B)の場合、時刻ｔ１から時刻ｔ３まで短時間に加速して最高速となる。さらに、上記(C)の場合、電流制限値が緩和（Ｌｉｍ２→Ｌｉｍ３）されたため、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで非常に大きな加速が掛り、急激に最高速に至る。
【００４９】
以上の通り、差分演算手段９１の演算内容（Qｎ＝α×（Ｖｎ - Ｖｎ−１））が電流制限値に関係なく不変な場合、電流制限値が大きくなると（(B)→(C)）、より大きな加速電流が流れ急激に加速する。
【００５０】
そこで、実施例１〜３と同様に係数αを電流制限の関数として決定し、かつ減速時よりも大きく設定すると、電流制限で飽和する時間が無用に長くならず、操作感の低下を防ぐことが出来ると共に、減速時以上に差分演算手段９１における演算（Qｎ＝α×（Ｖｎ - Ｖｎ−１））の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施例の係数αは、実施例２〜３における係数αの決定方法を用いても問題なく、例えば、実施例１の図４のステップＳＴ０４〜０６のαを略１〜２倍にしたり、実施例２の図５のステップＳＴ０７〜０９のｋ３、ｋ２、ｋ４もそれぞれ略１〜２倍にしてもよい。また、実施例３の図８の電流制限値Ｌｉｍ１、Ｌｉｍ２、Ｌｉｍ３もそれぞれ略１〜２倍にしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
９０、１００  レンズ装置
９１、１０１  差分演算手段
１２  加算手段
１３  制御手段
１４  駆動手段
１５  光学レンズ部
９６、１０６  電流制限決定手段
１０７  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018077364.tif 000005
【図４】
2018077364.tif 000006
【図５】
2018077364.tif 000007
【図６】
2018077364.tif 000008
【図７】
2018077364.tif 000009
【図８】
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【図９】
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