(57)【要約】【課題】  操作部材の操作によって、レンズを駆動させる駆動装置において、任意の一定速度を維持することを可能とする速度制御装置を提供する。【解決手段】  速度制御装置は、操作手段の操作量によって決定される駆動速度の操作指令が所定の範囲内か否かを判定する範囲判定手段と、前記操作指令を記憶する操作指令記憶手段と、前記操作手段からの前記操作指令及び前記操作指令記憶手段に記憶された前記操作指令に基づき、補正指令を導出する補正指令導出手段と、前記範囲判定手段によって前記操作指令が前記所定の範囲内であると判定された場合は、前記補正指令導出手段によって導出された前記補正指令を、被駆動部を駆動するために出力される速度指令として決定する指令決定手段と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作手段の操作量によって決定される駆動速度の操作指令が所定の範囲内か否かを判定する範囲判定手段と、
前記操作指令を記憶する操作指令記憶手段と、
前記操作手段からの前記操作指令及び前記操作指令記憶手段に記憶された前記操作指令に基づき、補正指令を導出する補正指令導出手段と、
前記範囲判定手段によって前記操作指令が前記所定の範囲内であると判定された場合は、前記補正指令導出手段によって導出された前記補正指令を、被駆動部を駆動するために出力される速度指令として決定する指令決定手段と、
を有することを特徴とする速度制御装置。
【請求項２】
前記操作手段からの前記操作指令及び前記操作指令記憶手段に記憶されている前記操作指令に基づき、前記操作指令の変動範囲の中心を前記補正指令とする、ことを特徴とする請求項１に記載の速度制御装置。
【請求項３】
前記操作手段から入力された前記操作指令及び前記操作指令記憶手段に記憶されている前記操作指令に基づき、前記操作指令の推移において、最も長い時間、同じ値を維持した操作指令を前記補正指令とする、ことを特徴とする請求項１に記載の速度制御装置。
【請求項４】
前記操作手段からの前記操作指令及び前記操作指令記憶手段に記憶されている前記操作指令に基づき、前記操作指令の平均値を前記補正指令とする、ことを特徴とする請求項１に記載の速度制御装置。
【請求項５】
前記範囲判定手段にて範囲内と判定された回数をカウントするカウンタと、
前記カウンタによってカウントされた前記回数が規定回数以上か否かを判定するカウンタ判定手段と、
を有し、
前記カウンタ判定手段によって前記規定回数以上であると判定された場合は、前記指令決定手段は前記補正指令を前記速度指令として決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の速度制御装置。
【請求項６】
前記補正指令を記憶する補正指令記憶手段を有し、
前記指令決定手段が前記補正指令を前記速度指令として継続して決定する場合は、前記補正指令記憶手段に記憶されている前記補正指令を前記速度指令として決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の速度制御装置。
【請求項７】
前記操作指令の時間に対する傾きを算出し、該傾きに基づいて前記補正指令をシフトさせる入力シフト手段を有し、
前記指令決定手段が前記補正指令を前記速度指令として決定した直後に、前記範囲判定手段にて範囲外と判定され、かつ、前記操作指令が増大または減少の継続中である場合は、前記指令決定手段は前記入力シフト手段にてシフトした前記補正指令を前記速度指令として決定する、
ことを特徴とする請求項６に記載の速度制御装置。
【請求項８】
前記範囲判定手段が判定に使用する範囲の幅を設定する範囲幅設定手段を有し、
前記範囲幅設定手段は、前記操作手段からの前記操作指令及び、前記操作指令記憶手段に記憶されている前記操作指令に基づき、該操作指令の軌跡の中で、最大値と最小値の差が大きい程、範囲の幅を大きく設定する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の速度制御装置。
【請求項９】
可動光学部材と、該可動光学部材を駆動するモータと、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の速度制御装置を前記モータの駆動装置として有するレンズ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のレンズ装置と、該レンズ装置によって形成された光学像を撮像する撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は速度制御装置に関し、特に、テレビレンズやビデオレンズ等の光学機器のレンズ等の可動光学部材を操作部材によって駆動する速度制御装置、及びそれを有するレンズ装置及び撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビレンズを運用する場合に、操作部材を接続し、ズームレンズやフォーカスレンズを操作する。特にズームレンズでは、操作部材の操作角度によって入力量を決め、ズームレンズの駆動速度を操作する操作部材がある。この様な操作部材を使用したズームレンズの駆動に関して様々な提案が成されてきた。例えば特許文献１では、軸を中心に揺動自在なシーソーが設けられた操作部材において、シーソーの前後に突出した支持部を設ける技術が提案されている。指のはらの一部を支持部に載せてここを支持点として指のはらの他部でシーソースイッチを押し込むことで、押し込み量（操作量）を一定に保つ操作が行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１３１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、操作量を一定に保つ操作が容易にはなるが、微小な操作量の変化まで除去することが困難である。さらに、微小な操作量で操作させようとした場合には、微小な操作量の変化の影響は大きくなる。図１０に操作部材の操作量を一定に保とうとした場合の操作量を示す。横軸は時間、縦軸は操作部材の操作量を示し、実線は操作部材によって操作された操作量を示す。縦軸の操作量は一方向の操作量についてのみ示す。図中、時刻ｔ１００から時刻ｔ１０１間は操作量を徐々に増加させ、時刻ｔ１０１以降は操作量を一定に保とうとする。しかし、操作量には微小な変化があり、破線で示す所望の一定操作量を得ることは困難である。支持部を設けた場合にも微小な変化までは抑えきることは困難である。図１０に示す操作量に基づいてズームレンズを駆動すると一定の速度で駆動することができず、微小に駆動速度が変化してしまう。また、支持部を設ける場合、一定に保てる押し込み量が支持部の突出に依存し、可変させることができない。そこで、本発明の目的は、操作部材の操作において任意の一定速度を維持可能な速度制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明の速度制御装置は、操作手段の操作量によって決定される駆動速度の操作指令が所定の範囲内か否かを判定する範囲判定手段と、前記操作指令を記憶する操作指令記憶手段と、前記操作手段からの前記操作指令及び前記操作指令記憶手段に記憶された前記操作指令に基づき、補正指令を導出する補正指令導出手段と、前記範囲判定手段によって前記操作指令が前記所定の範囲内であると判定された場合は、前記補正指令導出手段によって導出された前記補正指令を、被駆動部を駆動するために出力される速度指令として決定する指令決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、操作部材の操作において任意の一定速度を維持可能な速度制御装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施例の構成図
【図２】第１実施例のフローチャート
【図３】第１実施例の操作部材の操作量と入力値
【図４】第２実施例の構成図
【図５】第２実施例のフローチャート
【図６】入力値シフト処理フローチャート
【図７】第２実施例の操作部材の操作量と入力値
【図８】第３実施例の構成図
【図９】第３実施例の操作部材の操作量と操作量に応じた範囲幅
【図１０】従来例の操作部材の操作量
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
【実施例１】
【０００９】
本実施例におけるレンズ駆動装置の構成を図１に示す。以下の説明では、本発明を分かりやすくするために本発明の主要な部位のみ図示し、本発明に不要な部位は省略した。同図においてレンズ装置１００はズームレンズ（可動光学部材、被駆動部）１０１や不図示のフォーカスレンズや可動絞りを有し、ズームレンズ１０１を光軸方向に移動してレンズ装置１００の焦点距離を変化させる。
【００１０】
ズームレンズ１０１は、ズームモータ１０３が接続されている。ズームモータ１０３はズームドライバ１０４によって駆動され、ズームレンズ１０１を光軸方向に移動させる。ズームレンズ１０１の位置は、ズームレンズ位置検出部１０２によって検出される。
【００１１】
レンズ制御部１０５は例えばＣＰＵであり、ズームレンズ１０１を制御する。入力値取得部１０６は操作部材１１１の出力を取得する。範囲内判定部１０７は入力値取得部１０６にて取得した入力値が範囲内か判定する。入力値補正部（補正指令導出手段）１０８は入力値取得部１０６にて取得した入力値を補正する。補正方法は後述する。
【００１２】
入力値決定部（指令決定手段）１０９は、範囲内判定部（範囲判定手段）１０７の判定結果に基づいて、入力値取得部１０６にて取得した入力値か入力値補正部１０８にて補正した入力値（速度指令）を駆動制御部１１０への入力として決定する。
【００１３】
駆動制御部１１０は入力値決定部１０９にて決定された入力値に基づいてズームレンズ１０１を駆動制御する。制御方法の詳細は本発明と関係ないため省略する。
【００１４】
操作部材（操作手段）１１１は軸を中心に揺動自在な操作部を有し、ズームレンズ１０１の操作方向と操作量（駆動速度）を含む信号（操作指令）を出力する。
【００１５】
次に、レンズ制御部１０５において、操作部材１１１の入力から駆動制御部１１０の入力値を決定する動作を図２に示すフローチャートを使用して詳細に説明する。
【００１６】
ステップＳ２００では、操作部材１１１の操作方向と操作量を含む信号を取得する。
ステップＳ２０１では、ステップＳ２００にて取得した入力値が後述するステップＳ２０３にて設定した所定の範囲内か判定する。範囲内の場合は、ステップＳ２０４へ進む。一方、範囲外の場合は、ステップＳ２０２へ進む。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１にて範囲内と判定された回数をカウントする範囲内カウントをリセット（０にクリア）し、Ｓ２０３へ進む。
【００１７】
ステップＳ２０３では、次回のステップＳ２０１での判定で使用する範囲を設定する。設定方法は、ステップＳ２００にて取得した入力値を中心として規定幅の範囲を設定する。規定幅は、例えば、入力値の半分や、入力値の最大値５％等任意に設定して良い。また、電源投入時は、入力値０に対して規定幅分の範囲が設定されているとする。
ステップＳ２０４では、範囲内判定部１０７で範囲内とカウントされた回数である範囲内カウントをインクリメントする。
【００１８】
ステップＳ２０５では、不図示のカウンタ判定手段がステップＳ２０１にて範囲内と判定された回数が規定回数以上か判定する。規定回数以上と判定された場合は、ステップＳ２０８へ進む。一方、規定回数未満と判定された場合は、ステップＳ２０６へ進む。
ステップＳ２０６では、ステップＳ２００にて取得した入力値を駆動制御部１１０の入力値として決定し、Ｓ２０７へ進む。
【００１９】
ステップＳ２０７では、一定値入力が行われていることを示す一定値入力フラグをリセット（０でクリア）し、Ｓ２１３へ進む。
ステップＳ２０８では、一定値入力フラグを参照し、一定値入力中か否かを判定する。一定値入力中の場合は、ステップＳ２１１へ進む。一方、一定値入力中ではない場合は、ステップＳ２０９へ進む。
【００２０】
ステップＳ２０９では、操作部材１１１の入力値に基づき一定値となる補正指令値を算出（導出）し、Ｓ２１０へ進む。補正指令値の算出方法は、不図示のメモリ等の記憶手段（操作指令記憶手段）にステップＳ２０１にて範囲内と判定されたステップＳ２００にて取得した入力値を保持し、保持した複数の入力値から算出する。例えば、入力値の軌跡から振動中心（変動範囲の中心）を算出し、振動中心を補正指令値とする。または、平均値や、最も長い時間、同じ値を維持した値を補正指令値とする。
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０９にて算出した補正指令値を駆動制御部１１０の入力値として決定し、Ｓ２１２へ進む。
【００２１】
ステップＳ２１１では、不図示のメモリ等の記憶手段（補正指令記憶手段）に記憶しておいた少なくとも１回以上前にステップＳ２０９にて算出した補正指令値を駆動制御部１１０の入力値として決定し、Ｓ２１２へ進む。
ステップＳ２１２では、一定値入力を行っていることを示す一定入力フラグを１にセットし、Ｓ２１３に進む。
ステップＳ２１３では、ステップＳ２１１、ステップＳ２１０、ステップＳ２０６のいずれかにて決定された入力値に基づいてズームレンズ１０１を駆動制御する。
【００２２】
次に、図３を使用して本実施例を適用した場合の入力値の決定動作について説明する。図中、実線で示す操作部材１１１からの入力値（操作量）の上下の破線は操作量の範囲を示す。時刻ｔ３０から時刻ｔ３１間で操作部材１１１の操作量は増加し、時刻ｔ３１以降は一定値で操作させようと意図して操作されているが、前記一定値を中心として操作量が増減している。時刻t３１から時刻ｔ３２間は操作量が範囲内で前後している。時刻ｔ３１から時刻ｔ３２間の操作量の軌跡から操作量の振動中心を算出する。以上から、時刻ｔ３０から時刻ｔ３２間は操作部材１１１の操作量を駆動制御部１１０の入力値として決定し、時刻ｔ３２以降は時刻ｔ３１から時刻ｔ３２間で算出した振動中心を駆動制御部１１０の入力値として決定する。よって時刻ｔ３２以降は図中、破線で示す一定値を駆動制御部１１０の入力値として決定し、駆動制御部１１０にて駆動制御するため、ズームレンズ１０１は一定速度で駆動することが可能となる。
【００２３】
以上、説明した構成、方法により、操作部材の操作量が範囲内で前後している場合は、操作量から一定値を算出し、駆動制御の入力値として決定することで、ズームレンズの制御に使用する目標値を一定値とすることが可能となる。よって、操作部材の操作において任意の一定速度を維持することが可能となる。
【実施例２】
【００２４】
本実施例の最も特徴的な部分は、操作者が一定の操作量での操作を行っている時に操作量を変更した場合に、駆動制御部１１０の入力値として急激な変化を与えず、線形に変化させることで、操作量の変更を可能としつつ、操作者の違和感を低減することである。図７（ａ）に図３と同様な操作量の軌跡を示す。時刻ｔ７０から時刻ｔ７１間は図３と同様であり、操作量の軌跡と第１実施例を適用した際の補正した一定値を示す。時刻ｔ７１以降は操作部材の操作量が範囲から逸脱している。つまり、操作者は速度を変更させようとしている。本実施例では、図７（ａ）の様に範囲を逸脱した際の動作について説明する。
【００２５】
以下の説明では、本発明を分かりやすくするために本発明の主要な部位のみ図示し、本発明に不要な部位は省略した。
本実施例におけるレンズ駆動装置の構成を図４に示す。図１に示す第１実施例と同様な構成については説明を省略し、第１実施例とは異なる部分について以下に説明する。
【００２６】
入力シフト部（入力シフト手段）４００は、入力値取得部１０６にて取得した入力値と不図示のメモリに記憶した少なくとも一つ以上前のサンプリングタイミングにおける入力値とから算出した傾きで入力値補正部１０８にて算出した補正指令値をシフトさせる。
【００２７】
次に図５に示すフローチャートを使用して補正指令値をシフトさせる動作を詳細に説明する。図２に示す第１実施例と同様な処理については説明を省略し、第１実施例とは異なる部分について説明する。
【００２８】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１にて範囲内と判定された回数をカウントする範囲内カウントを０にクリアし、Ｓ５００へ進む。
【００２９】
ステップＳ５００では、ステップＳ２０８と同様に一定値入力フラグを参照し、一定値入力中か否かを判定する。（すなわち、補正指令値が駆動制御部１１０へ入力値として採用された直後であるか、あるいは、操作部材１１１からの信号を直接、駆動制御部１１０への入力値として採用した直後でないこと、を判断する。）さらに、ステップＳ２００にて取得した入力値と、不図示のメモリに記憶した少なくとも一つ以上前のサンプリングタイミングでの入力値と、に基づいて入力値が増大継続中あるいは減少継続中のような変化中であるか否かを判定する。一定値入力中かつ入力値が変化中の場合は、ステップＳ５０１へ進む。一方、一定値入力中ではない場合、または、入力値が変化していない場合は、ステップＳ２０３へ進む。
【００３０】
ステップＳ５０１では、入力値の履歴から入力値補正部１０８にて算出した補正指令値を変更し、Ｓ２１３に進む。
【００３１】
図６に示すフローチャートを使用して、ステップＳ５０１の動作を詳細に説明する。
ステップＳ６００では、ステップＳ２００にて取得した入力値と不図示のメモリに記憶した少なくとも一つ以上前のサンプリングタイミングでの入力値に基づいて入力値の傾きを算出する。
【００３２】
ステップＳ６０１では、不図示のメモリに記憶した少なくとも一つ以上前のタイミングで駆動制御部１１０の入力値として決定した入力値に対してステップＳ６００にて算出した傾き分だけ変化させたシフト中補正指令値を算出する。
【００３３】
ステップＳ６０２では、ステップＳ６０１にて算出したシフト中補正指令値を駆動制御部１１０の入力値として決定する。
【００３４】
次に、図７（ｂ）を参照しながら本実施例を適用した場合の入力値の推移について説明する。図７（ｂ）は図７（ａ）の時刻ｔ７１以降の推移を追加して表している。時刻ｔ７１以前は第１実施例にて説明した動作によって駆動制御部１１０の入力値を決定している。時刻ｔ７１にて操作部材１１１の操作量が範囲を逸脱し始め、時刻ｔ７１以降は操作部材１１１の操作量の傾きを算出し、破線で示す一定値をステップＳ６００にて算出した傾きに基づいてシフトさせる。つまり、操作部材１１１の操作量が範囲を逸脱した場合は、逸脱時の傾きと同様な傾きで、一定値としていた駆動制御部１１０の入力値を変化させる。時刻ｔ７２にて操作部材１１１の操作量が範囲内になったため、操作部材１１１の操作量を駆動制御部１１０の入力値として決定し、以降は第１実施例の動作と同様である。
【００３５】
以上、説明した構成、方法により、駆動制御の入力値を一定値としている時に操作量が範囲を逸脱した場合は、逸脱した時の操作量の傾きと同様な傾きで一定値を変化させる。よって、一定量で操作することが可能な上に、使用者の違和感を低減し、かつ操作量を可変することが可能となる。
【００３６】
また、時刻ｔ７２において、破線で示すシフト中補正指令値から実線で示す操作部材１１１の操作量を駆動制御部１１０の入力値に変更する際は、破線と実線が交わる時に変更することで、より違和感を低減させることが可能となる。
【実施例３】
【００３７】
本実施例の最も特徴的な部分は、操作部材１１１の操作量の振動幅に応じて、範囲の幅を可変とすることにある。図９（ａ）に図３と同様な操作量の推移を示す。時刻ｔ９０以降の実線と破線は、共に一定の操作量で操作部材１１１を操作しようと意図する場合における、異なる二人の操作者による操作量の一例を示す。図で示す様に操作者によって一定の操作量を保とうとする際の振動幅が異なる。第１、第２実施例で説明した様に範囲を規定の幅によって決めた場合、実線の操作では、破線の操作に比べて、操作量が範囲を逸脱するまでに多くの操作量が必要である。つまり、操作量を可変させたい場合に、反応が鈍いと感じる可能性がある。よって、操作者によって範囲の幅を可変する必要に対し、本実施例では、操作者の操作量の振動幅の違いを考慮したレンズ駆動装置を開示する。
【００３８】
以下の説明では、本発明を分かりやすくするために本発明の主要な部位のみ図示し、本発明に不要な部位は省略した。
本実施例におけるレンズ駆動装置の構成を図８に示す。図１に示す第１実施例、図４に示す第２実施例と同様な構成については説明を省略し、第１、第２実施例とは異なる部分について以下に説明する。
【００３９】
範囲幅設定部（範囲幅設定手段）８００は、入力値取得部１０６にて取得した入力値と、不図示のメモリに記憶した少なくとも一つ以上前のサンプリングタイミングでの入力値とに基づいて範囲の幅を設定する。設定方法は、入力値の振動幅に応じて決定する。例えば、入力値の推移の中で最大値と最小値の差が大きいほど範囲の幅を大きく設定したり、振動幅の平均値の１．５倍や、振動幅の最大値の１．５倍等に設定することができる。
【００４０】
範囲内判定部１０７は、範囲幅設定部８００にて設定された範囲幅に応じて決定された範囲に基づいて判定する。
【００４１】
次に、図９（ｂ）を使用して本実施例を適用した場合の範囲幅について説明する。図９（ｂ）は図９（ａ）と同様な図である。時刻ｔ９０以降の実線の操作量に対する範囲は上下の実線で示す直線であり、破線の操作量に対する範囲は上下の破線で示す直線である。ステップＳ２０３において、範囲幅設定部８００によって、操作量の振動幅に応じて変更された範囲幅に基づいて、範囲を決定している。よって、操作者に応じて範囲幅を変更し、一定量で操作することが可能な上に、より操作時の違和感を低減することが可能となる。
【００４２】
本発明の速度制御装置を、可動光学部材を駆動するモータの制御装置として用いることにより、本発明の速度制御装置の効果を享受するレンズ装置を実現することができる。また、該レンズ装置と、該レンズ装置によって形成された光学像を撮像する撮像素子を有する撮像装置を構成することにより、本発明の速度制御装置の効果を享受する撮像装置を実現することができる。
【００４３】
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、実施例を組み合わせても良く、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００：レンズ装置
１０７：範囲内判定部（範囲判定手段）
１０８：入力補正部（補正指令導出手段）
１０９：入力値決定部（指令決定手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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