(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズ装置とレンズ装置の位置を検出する位置検出装置にて構成されるレンズシステムにおいて、位置検出の異常判定やレンズ装置と位置検出装置のドッキング状態の異常判定を高精度に行ことができるレンズ装置、位置検出装置、レンズシステムを提供する。【解決手段】可動光学部材と、可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出部を有するレンズ装置１と、レンズ装置１に着脱可能な、可動光学部材の位置を検出する第２の位置検出部を有する位置検出装置２にて構成されるレンズシステムにおいて、第１および第２の位置検出部の検出結果に基づき、レンズ装置１と位置検出装置２のドッキング状態の異常判定もしくは、第１または第２の位置検出部の検出結果の異常判定を行う異常判定部２３を有する。【選択図】図１
2017083726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動光学部材と、
前記可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出部を有するレンズ装置と、
前記レンズ装置に着脱可能な、前記可動光学部材の位置を検出する第２の位置検出部を有する位置検出装置にて構成されるレンズシステムにおいて、
前記レンズシステムは、
前記第１および第２の位置検出部の検出結果に基づき、前記レンズ装置と位置検出装置のドッキング状態の異常判定もしくは、前記第１または第２の位置検出部の検出結果の異常判定を行う異常判定部を有することを特徴とするレンズシステム。
【請求項２】
前記第２の位置検出部は、前記可動光学部材の相対位置を検出し、
前記第１の位置検出部は、前記第２の位置検出部が検出する相対位置よりも分解能が荒い
前記可動光学部材の絶対位置を検出し、
前記異常判定部は、前記第１の位置検出部が検出する最小分解能の隣接する絶対位置の境界と、前記第２の位置検出部が検出する相対位置の検出結果に基づいて、
前記異常判定を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズシステム。
【請求項３】
前記第１の位置検出部が検出する前記絶対位置の前記境界における、
前記第２の位置検出部の検出結果を予め保持するメモリを有し、
前記判定部が、前記予め保持した検出結果と前記第２の位置検出部の検出結果が、一定程度以上の相違があると判定した場合、
前記判定部は、前記異常判定結果を異常であると判定することを特徴とする請求項２に記載のレンズシステム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の判定部を有するレンズ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の判定部を有する位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズシステムおよびレンズシステムの位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズの光学部材の動作回数等を記録して履歴情報を作成することで、故障を未然に防ぐ技術がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８２１００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、上記の特許文献１では、単純に可動部の動作回数などを記録するに過ぎない。従って、レンズ装置と、レンズ装置の可動光学部材の位置を検出する位置検出装置にて構成されるレンズシステムにおいて、位置検出装置の位置検出に異常が発生した場合、上記従来技術では、この異常を検出できないばかりか、この異常に対応した様々な処理を行うことが出来ない。
【０００５】
例えば、位置検出装置と位置検出対象であるレンズ装置が分離可能なレンズシステムにおいては、位置検出装置がレンズ装置から取外し／取付される度に、位置検出の初期化処理の必要があるが、上記従来技術では、この初期化処理を行えず、位置検出に大きな誤差を生じてしまう。
【０００６】
また、位置検出装置に上記可動光学部材を駆動するモータが搭載されている場合、取外し／取付しの際、位置検出装置をレンズ装置に取り付ける時の取付具合（ネジ止めなど具合）により、モータによる可動光学部材の駆動特性（駆動トルクなど）が変化（モータの出力ギアと可動光学部材との勘合具合が変化）することがある。
【０００７】
通常、この駆動特性が所定の規格を満足しているか否かをチェックする必要があるが、上記従来技術では、このチェックを行うことも出来ず、作動速度やサーボ位置精度、スローサーボ性能などが規格を満足しない問題が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、レンズ装置とレンズ装置の位置を検出する位置検出装置にて構成されるレンズシステムにおいて、位置検出の異常判定やレンズ装置と位置検出装置のドッキング状態の異常判定を高精度に行ことができるレンズシステムを提供することにある。また、異常判定時、位置検出等の初期化を自動で行うことができるレンズシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズシステムは、
可動光学部材と、
前記可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出部を有するレンズ装置と、
前記レンズ装置に着脱可能な、前記可動光学部材の位置を検出する第２の位置検出部を有する位置検出装置にて構成されるレンズシステムにおいて、
前記レンズシステムは、
前記第１および第２の位置検出部の検出結果に基づき、前記レンズ装置と位置検出装置のドッキング状態の異常判定もしくは、前記第１または第２の位置検出部の検出結果の異常判定を行う異常判定部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズ装置とレンズ装置の位置を検出する位置検出装置にて構成されるレンズシステムにおいて、位置検出の異常判定やレンズ装置と位置検出装置のドッキング状態の異常判定を高精度に行ことができる。また、異常判定時、位置検出等の初期化を自動で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の本発明に関わるレンズシステムの機能ブロック図
【図２】実施例１の本発明に関わるエンコーダ出力と絶対位置検出部の出力関係を説明した図
【図３】実施例１の本発明に関わるレンズシステムの処理を説明したフォローチャート
【図４】実施例２の本発明に関わるレンズシステムの機能ブロック図
【図５】実施例２の本発明に関わるエンコーダ出力と絶対位置検出部の出力関係を説明した図
【図６】実施例２の本発明に関わるレンズシステムの処理を説明したフォローチャート
【図７】実施例３の本発明に関わるレンズシステムの機能ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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】
【００１３】
以下、図１〜３を用いて、本発明の一実施例を説明する。
【００１４】
まず、図１を用いて、本実施例に用いるレンズシステムの概要について説明し、動作などの詳細は、図２や図３を併せて用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明のレンズシステムの機能ブロック図である。
【００１６】
図１に示すレンズシステムは、主として、レンズ装置１、位置検出装置２にて構成される。レンズ装置１は、可動光学部材を有する光学レンズであり、この可動光学部材の絶対位置を検出する絶対位置検出部１１、この絶対位置検出部の出力をカウントし、絶対位置信号Ｓａｂｓを出力するカウンタ１２にて構成される。なお、本実施例の可動光学部材は、レンズ装置１のズーム部とする。
【００１７】
位置検出装置２は、エンコーダ２１、メモリ２２、異常判定部２３、ＣＰＵ２４、表示部２５、メモリ２６にて構成される。
【００１８】
エンコーダ２１は、上記可動光学部材とギアおよび回転軸を介して接続し、この可動光学部材の相対的位置を検出する公知公用のロータリエンコーダであり、カウンタを内蔵し相対位置信号Ｓｅｎｃを出力する。メモリ２２は、後紀する基準Ｓ１を記憶し出力する。
異常判定部２３は、相対位置信号Ｓｅｎｃおよび、上記レンズ装置１のカウンタ１２が出力する絶対位置信号Ｓａｂｓ、メモリ２２が出力する基準Ｓ１を入力し、相対位置信号Ｓｅｎｃと絶対位置信号Ｓａｂｓの関係が異常であるか否かを判定し、判定結果および判定内容を示す異常判定結果信号Ｓ２を出力する。
【００１９】
ＣＰＵ２４は、位置検出装置２の演算部であり、異常判定結果信号Ｓ２を入力し、判定結果が異常の場合、表示部２５へ異常表示信号を出力する。また、メモリ２６へ異常内容信号を出力する。
【００２０】
最後に、表示部２５は、公知公用の液晶表示モニタであり、異常表示信号を入力し、この信号の内容を表示する。また、メモリ２６はこの異常内容信号を記録する。
【００２１】
なお、図１に示すように、位置検出装置２はレンズ装置１から分離境界面で取り外し可能な構成となっており、取り外しと同時に、可動光学部材とエンコーダの先のギアが互いに分離される。
【００２２】
次に、図１、２を用いて、絶対位置検出部１１およびエンコーダ２１の詳細と各部処理について説明する。
【００２３】
図２は絶対位置検出部１１とエンコーダ２１の出力関係を模式的に説明した図である。
【００２４】
絶対位置検出部１１は、主として、絶対位置スケール（以下、ＡＢＳスケール）と、位置検出用センサで構成される、可動光学部材の絶対位置を検出する検出部であり、例えば、以下の特許文献に開示がある。
［特許文献］特開昭６１−１８９４１５号公報
本実施例においては、ＡＢＳスケールは、レンズ装置１の可動光学部材の一部に張り付けられた、白黒の組合せで構成されるパターン部材であり、位置検出用センサは、このパターンの組合せを検出し、上記のカウンタ１２ではこの検出結果に基づいて、可動光学部材の絶対位置（本実施例では２５６分割）に相当するカウント値を出力する。これにより、レンズ装置１の電源が投入されると、上記の位置検出用センサは、ＡＢＳスケールの白黒パターンの組合せを検出し、可動光学部材の２５６分割相当の絶対的な位置（０〜２５５）を出力する。
【００２５】
次に、図１に示すように、エンコーダ２１は位置検出装置２に搭載された相対位置を出力するカウンタを内蔵したエンコーダであり、ギアと回転軸を介して上記の可動光学部材と接続し、この部材の相対的な位置を検出して、検出結果としてカウント値を出力する。
【００２６】
なお、エンコーダ２１は、絶対位置検出部１１よりも高い分解能を有しており、１回転当り１万カウント、可動光学部材全域で約２．５回転する構成で、可動光学部材の位置検出結果Ｓｅｎｃを出力する。
【００２７】
以下、図１、２を用いて、本実施例の各部動作と各部処理の詳細について説明する。
【００２８】
位置検出装置２のメモリ２２は、ＡＢＳスケールにおいて、２５６分割された隣接する領域の境界でのエンコーダ出力（基準Ｓ１）を保持する。本実施例においては、図２に示す０〜２５５まで２５６分割されたエリアのうちの、エリア２と３の境界におけるエンコーダ出力値（ここでは基準Ｓ１＝７０００）を予め保持しているものとする。ちなみに、この基準Ｓ１は、事前に可動光学部材を動作させて、エリア２と３の境界におけるエンコーダ出力値を取得しているものとする。
【００２９】
レンズシステムへの電源投入後、位置検出装置２の異常判定部２３は、カウンタ１２（絶対位置検出部１１）の出力Ｓａｂｓ、エンコーダ２１の出力Ｓｅｎｃ、メモリ２２の出力（基準Ｓ１）を入力する。そして、エリア２と３の境界におけるエンコーダ２１の出力Ｓｅｎｃと上記基準Ｓ１（＝７０００）を比較し、一定程度以上の相違があれば、ドッキング異常と判断して異常判定結果信号Ｓ２を出力し、相違がなければ異常なしと判断する。
【００３０】
ここで、ドッキング異常と判断されたる一例を以下で説明する。
【００３１】
図２に示すように、エリア２と３の境界におけるエンコーダ２１の出力が、例えばレンズ装置１と位置検出装置２が機械的に外され再度取付られた結果、７０００から４０００になったとする。
【００３２】
異常判定部２３では、エリア２と３の境界におけるエンコーダ２１の出力が、７０００→４０００へ大きく変化したことを検出し、ドッキング異常であると判定して異常判定結果信号Ｓ２を出力する。
【００３３】
次に、ＣＰＵ２４において、この判定結果信号Ｓ２を受け、表示部２５およびメモリ２６へそれぞれ、異常表示信号および異常内容信号を出力する。
【００３４】
最後に、表示部２５において、異常表示信号に基づいて、レンズ装置１と位置検出装置２のドッキング異常である旨のメッセージを表示する。また、異常内容信号に基づいて、メモリ２６において、このドッキング異常に関する情報を記録する。
【００３５】
なお、ドッキング異常に関する情報とは、例えば、当該異常が発生した時刻、同異常の程度（基準Ｓ１とエンコーダ２１の出力間の乖離の程度）、同異常検出回数、同異常前と後の動作記録などを指す。
【００３６】
以下、図３を用いて、上記の動作を説明する。
【００３７】
図３は本実施例のレンズシステムの動作を説明したフローチャートである。
【００３８】
まず、ステップＳＴ０１において、絶対位置検出部１１が可動光学部材の絶対位置を検出し、ステップＳＴ０２において、エンコーダ２１が同じく相対位置を検出する。
【００３９】
次に、ステップＳＴ０３において、絶対位置検出部のエリア２と３の境界を検出したか否かを判定し、検出した場合はステップＳＴ０４へ進み、検出していない場合はステップＳＴ０１へ戻る。さらに、ステップＳＴ０４では、エリア２と３の境界を検出した時点のエンコーダ２１の出力が、予め取得しメモリ２２に保存してある基準Ｓ１（＝７０００）と比較し、基準Ｓ１と一定程度以上の相違がある場合、ドッキング異常と判定してステップＳＴ０５へ進み、一定程度未満の場合、ドッキング異常なしと判定してステップＳＴ０１へ戻る。
【００４０】
さらに、ステップＳＴ０５ではドッキング異常に関する内容をメモリ２６で保存し、ステップＳＴ０６では表示部２５でドッキング異常である旨を表示する。
【００４１】
また、ステップＳＴ０７では、異常リセットする場合はステップＳＴ０８へ進む、異常リセットしない場合はステップＳＴ０６へ戻る。なお、この異常リセットの実現方法としては、例えば公知公用の機械スイッチを異常をリセットするスイッチとして利用し、このスイッチの状態をＣＰＵなどで取り込みむと良い。
【００４２】
最後に、ステップＳＴ０８において、ドッキング異常表示を消灯する。
【００４３】
以上の構成により、エリア２と３の境界におけるエンコーダ２１の出力が、基準Ｓ１と一定程度以上の相違があるか否かでドッキング異常を判断し、ドッキング異常と判断された場合は、その旨を表示することができる。
【００４４】
なお、異常と判定する際の上記基準Ｓ１とエンコーダ出力の乖離量（上記一定程度の相違量）は、ギアなどに存在するメカバックラッシュ量など、絶対位置検出部１１とエンコーダ２１間に存在する、位置検出誤差要因や各種ノイズ成分を考慮して決定すれば良い。例えば、レンズ装置１と位置検出装置２のドッキング後に、複数回、可動光学部材を動かして上記境界を超える時のエンコーダ２１の出力のバラツキを測定し、このバラツキにマージンを持たせて設定すると良く、バラツキの１．５倍程度のマージンを確保し、基準Ｓ１からこのマージン以上の乖離が生じた場合、ドッキング異常と判断すれば良い。
【００４５】
以上、本発明においては、ドッキング異常判定する境界をエリア２と３の間に設定したが、他の境界でもよく、また複数の境界で判定を行うと、より素早く正確に判定することが可能となる。
【００４６】
例えば、複数の境界で判定を行うと（各境界毎に基準を取得してそれぞれで判定）、絶対位置検出部１１もしくはエンコーダ２１、あるいはこの両者間のギア等の一部に問題が生じている場合、ある境界でドッキング異常判定となり、その他の境界では異常判定とならないような結果を得ることが可能となり、単純なドッキング異常とは異なるこうした位置検出の異常も検出することができるようになる。
【００４７】
また、複数の境界で判定を行うことで、可動光学部材を大きく動かさなくても判定する境界を跨ぐことになるため、より時間を要さずに素早く判定を行うことができる。
【実施例２】
【００４８】
以下、図４、５を用いて、本発明の他の一実施例を説明する。
【００４９】
まず、本実施例では、実施例１に対して、位置検出装置１の代わりに位置検出装置３を用いた点が異なる。また、位置検出装置３は位置検出装置１に対して、レンズ装置１の可動光学部材をサーボ駆動可能な構成となっている点と、位置検出装置におけるドッキング異常判定後の処理が異なる。
【００５０】
以下、この差異を中心として説明する。
【００５１】
まず、図４を用いて、本実施例に用いるレンズシステムの概要について説明する。
【００５２】
図４は本発明のレンズシステムの機能ブロック図である。
【００５３】
図４に示すレンズシステムは、主として、レンズ装置１、位置検出装置３にて構成される。
【００５４】
位置検出装置３は位置検出装置１に対して、異常判定部２３の代わりに異常判定部３３を用いており、また、可動光学部材を電動駆動するためのモータ３６とこの駆動回路である駆動回路３７を追加している点が異なる。
【００５５】
異常判定部３３は、実施例１の異常判定部２３と比較して、主として、ドッキング異常判定時、エンコーダにより算出される相対位置を絶対位置に変換する絶対位置初期化処理を追加した点と、レンズ装置１と位置検出装置３のドッキング時のサーボ調整行程を追加している点が異なる。
【００５６】
なお、位置検出装置３がレンズ装置１に取り付けられている状態では、可動光学部材、エンコーダ２１、モータ３６はギアと回転軸を介して機械的に接続され、取り外されている状態では、図４に示すように、分離境界を境として、レンズ装置側１（可動光学部材）と位置検出側（エンコーダ２１とモータ３６）に分離される。
【００５７】
またＣＰＵ２４は、エンコーダ出力Ｓｅｎｃを入力し、駆動回路３７を介してモータ３６を駆動することで、可動光学部材をサーボ駆動する。
【００５８】
以下、本実施例の特徴的な構成である異常判定部３３について、図４、５を用いて説明する。
【００５９】
本レンズシステムにおいては、絶対位置検出部１１の出力（および基準Ｓ１）を基準として、相対位置を検出するエンコーダ２１の出力を、可動光学部材の絶対位置に換算することができる。
【００６０】
例えば、図６に示すように、事前に、可動光学部材の可動範囲全体を０〜２５６００の絶対位置へ正規化しておく。そして、エリア２と３の境界を跨いだ時、エンコーダ２１の出力が、この正規化した絶対位置の中の３０００となるように変換する。（当然であるが、両端が０と２５６００へ変換される）
しかしながら、このエンコーダ２１の出力を絶対位置へ正しく換算するには、絶対位置検出部１１の出力が、絶対位置へ変換した時点（ここではエリア２と３の境界を跨いだ時点）から、絶対位置検出部１１とエンコーダ２１の関係が維持されている必要がある。
【００６１】
逆に、位置検出装置３がレンズ装置１から取り外された場合、基本的に上記関係が維持されず、取り外されたことにより生じる絶対位置検出部１１とエンコーダ２１の位置検出ズレ量（α）を考慮して、エンコーダ２１の出力を絶対位置へ再換算しなければならない。図６では、ズレ量が＋αであるとして、正規化され絶対位置化された位置から−α分、オフセットしている。
【００６２】
以下、図６を用いて、上記の動作を説明する。
【００６３】
図６は本実施例のレンズシステムの動作を説明したフローチャートである。
【００６４】
ステップＳＴ０９において、絶対位置の初期化を行い、絶対位置検出部１１とエンコーダ２１の位置検出ズレ量を考慮して、エンコーダ２１の出力を絶対位置へ再換算する。
【００６５】
ステップＳＴ１０では、ドッキング異常状態（位置検出装置が一度取り外された状態）であるため、ドッキング後に行うサーボの再調整指示を表示する。ステップＳＴ１１では、調整モード許可の場合はステップＳＴ１２へ進み、不許可の場合はステップＳＴ０７へ進む。また、ステップＳＴ１３においては、再調整指示表示を消灯させる。
【００６６】
以上の構成により、エンコーダ２１の出力と基準Ｓ１の相違が一定程度以上の場合、実施例１と同じく異常表示／異常記録すると共に、絶対位置検出部１１とエンコーダ２１の位置検出ズレ量を考慮して、エンコーダ２１の出力を絶対位置へ再換算させる。また、ドッキング後に行うサーボの再調整指示を表示させ、再調整を行うことを可能としている。これにより、レンズ装置と位置検出装置のドッキング異常（取り外し／取付）の表示のみならず、エンコーダを用いた高精度な絶対位置検出を常時可能とすると共に、サーボ性能を常に最適な状態に維持することを可能としている。
【００６７】
なお、本実施例の調整モードの許可／不許可を実施する手段として、エラーリセットと同様に、機械スイッチなどを用いると良い。また再調整指示の表示についても、ドッキング異常表示と同様の処理で、表示部２５へ表示すると良い。
【実施例３】
【００６８】
以下、図７を用いて、本発明の更に他の一実施例を説明する。
【００６９】
図７は本発明のレンズシステムの機能ブロック図である。
【００７０】
本実施例のレンズシステムは、レンズ装置４、位置検出装置２より構成されている。
【００７１】
レンズ装置４は、実施例２のレンズ装置１と比較して、メモリ４３を有している点が異なる。
【００７２】
メモリ４３は、実施例１や２で用いた基準Ｓ１を有しており、位置検出装置２へこの基準Ｓ１を送信する。
【００７３】
以上の構成により、レンズ装置４は、絶対位置検出部１１と基準Ｓ１を併せて持つことになる。この結果、レンズ装置４とドッキングされる位置検出装置２が他の位置検出装置となっても、一度取得しておけば、レンズ装置４に持つ基準Ｓ１を常に利用することができる。
【００７４】
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例に限定されず、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】
【００７５】
１  レンズ装置、２  位置検出装置、３  位置検出装置、４  レンズ装置
【図１】
2017083726.tif 000003
【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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