JP4383559B2 - Lens control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビカメラに使用されるレンズ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4はレンズの位置を制御する方式のレンズにおける絶対位置を決めるためのフローチャート図である。位置制御を行うレンズでは、高精度な位置信号が要求されるために、位置検出器として小型で高分解能が得られるロータリエンコーダを用いる場合が多い。
【0003】
しかし、ロータリエンコーダは相対位置を出力する方式であるため、電源投入時にレンズの絶対位置を決定することができない。従って、電源投入時にポテンショメータなどの絶対位置検出手段を用いて、基準となる位置までレンズを駆動し、絶対位置を決定した後に操作を可能にする必要がある。また、絶対位置の位置精度を良くするために、基準位置までのレンズ駆動速度は遅くしなければならない。この方法では、電源投入時にレンズを基準位置まで徐々に駆動する必要があるために、操作者が任意にレンズを操作でき得るようになるまでにかなりの時間を要している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ロータリエンコーダを使用して位置制御を行うレンズ制御装置において、短時間で絶対位置の位置決めを行い、電源投入時も素早く任意の操作が可能になり、かつ高精度のレンズ制御を可能にしたレンズ制御装置を提供することにある、
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るレンズ制御装置は、レンズの絶対位置を検出するレンズ絶対位置検出手段と、前記レンズの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記レンズを駆動するための駆動手段と、前記レンズの駆動範囲端点検出手段とを備え、前記レンズに電源が供給されると前記絶対位置検出手段からの信号を基準として前記レンズを駆動制御し、その後に前記駆動範囲端点検出手段から信号が出力された際に、前記端点検出手段からの信号に関する基準位置と前記相対位置検出手段からの信号とに基づいて前記レンズを駆動制御することを特徴とする。
【0006】
また、本発明に係るレンズ制御装置は、レンズ位置を基に指令信号を演算する演算手段と、該演算手段で使用するデータを記憶するための記憶手段と、レンズの絶対位置を検出するレンズ絶対位置検出手段と、前記レンズの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記レンズを駆動するための駆動手段と、前記レンズの駆動範囲端点検出手段とを備え、前記レンズに電源が供給されると前記絶対位置検出手段からの信号を用いて暫定的に前記レンズの絶対位置を決め、その後に前記駆動範囲端点検出手段から信号が出力された際に、前記レンズの絶対位置を前記記憶手段から読み込み、前記相対位置検出手段からの信号との差分値を求め、前記レンズが停止した際に前記差分値を用いて前記相対位置検出手段の信号を補正し、前記レンズの絶対位置を認識することを特徴とする。
【0007】
更に、本発明に係るレンズ制御装置は、レンズの移動に関する指令信号を演算する演算手段と、該演算手段で使用するデータを記憶するための記憶手段と、レンズの絶対位置を検出するレンズ絶対位置検出手段と、前記レンズの相対位置を検出する相対位置検出手段と、前記レンズを駆動するための駆動手段と、前記レンズの駆動範囲端点検出手段とを備え、前記レンズに電源が供給されると前記絶対位置検出手段からの信号を用いて暫定的に前記レンズの絶対位置を決め、その後に前記駆動範囲端点検出手段から信号が出力された際に、前記相対位置検出手段からの信号の差分値に相当する補正データを前記記憶手段から読み込み、予め定めた絶対位置データを前記補正データで補正し、前記レンズの絶対位置を認識することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明を図1〜図3に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は第1の実施例の構成図を示し、ズームの制御信号を出力するズームデマンド11の出力はCPU12に接続され、CPU12の出力は増幅器13を介してレンズ14を駆動するモータ15に接続されている。レンズ14には、レンズ14の位置と1対1に対応する電圧を出力するポテンショメータ16、レンズ14の位置を相対的に出力するロータリエンコーダ17が取り付けられており、ポテンショメータ16、ロータリエンコーダ17の出力は、それぞれA/Dコンバータ18、カウンタ19を介してCPU12に接続されている。また、ポテンショメータ16の出力はレンズ14の制御範囲の広角端点及び望遠端点を検出するための端点検出手段20及び21を介してCPU12に接続されている。また、CPU12の出力は不揮発性メモリ22にも接続されている。
【0009】
図2は本実施例における電源投入直後からレンズの絶対位置を決めるまでの一連の作用を示すフローチャート図である。
【0010】
CPU12は電源投入の直後に、CPU12の内部を初期化してステップ1に進み、位置決めフラグ及び速度設定フラグをクリアする。ステップ2で絶対位置検出手段であるポテンショメータ16の電圧をA/Dコンバータ18を用いてA/D変換し、変換結果PAをカウンタ19に初期値としてセットする。ここで初期化動作を終了し、ズームデマンド11からの出力に応じてレンズ14を制御する通常動作に移行する。なお、この時の通常動作は精度の高いロータリエンコーダ17の出力を基にして位置検出されながらレンズは動作されることになる。ここで、ズーム端が検出されるまではA/D変換されたポテンショメータの出力を基準としてレンズが駆動制御される。
【0011】
ステップ3で位置決めフラグを判断する。位置決めフラグがクリアされていれば、ステップ4で端点検出手段20、21の端点信号を入力し判断する。また、位置決めフラグがセットされていれば、レンズ14の最終的な絶対位置が決められていると判断し、ステップ15でデマンド11からの指令値pdemとカウンタ19の値pfo1を用いて制御を行う通常動作に移行し、電源が切られるまでステップ3とステップ15を操り返し実行する。
【0012】
ステップ4で端点信号が出力されていれば、ステップ5に進む。ステップ4で端点信号が出力されていなければステップ15の通常動作に移り、電源が切られるまでステップ3とステップ15を操り返し実行する。
【0013】
ステップ5で現サンプリング時のカウンタ値pfo1、前サンプリング時のカウンタ値p'fol の差分値を求め、端点を検出した時点でのレンズ速度を求め、次式のように駆動速度データVにセットする。
V=pfo1−p'fol ・・・(1)
【0014】
ステップ6で速度設定フラグを判断する。速度設定フラグがクリアされていればステップ7に移り、ステップ5で求めた駆動速度データVを端点データ補正用駆動速度データV’にセットし、ステップ8で速度設定フラグをセットする。ステップ6において、速度設定フラグがセットされていればステップ9に移る。
【0015】
ステップ9では、ステップ5で求めた駆動速度データVが0であるかとうか判断する。駆動速度が0でなければステップ10に移り、モータ15の停止信号を増幅器13に出力し、レンズ14の停止制御を行う。ステップ9で駆動速度が0であればステップ11で、ステップ7でセットした端点データ補正用駆動速度データV’に対応する補正データをメモリ22から読み込み、Pcorrectにセットする。
【0016】
ステップ12で、カウンタ19にセットする端点データP'abs にメモリ22から読み込んだ補正データPcorrectを加えて、次式のように再初期化データPabsを求める。
Pabs=P'abs +Pcorrect ・・・(2)
【0017】
ステップ13でステップ12で求めた再初期化データPabsをカウンタ19にセットし、レンズ14の絶対位置を決める作業を完了させる。ステップ14で位置決めフラグをセットしてステップ3に戻り、以後は電源が切られるまでステップ3とステップ15を操り返して処理を行う。このように端点が一度検出されれば、先のA/D変換されたポテンショメータの基準信号に代えて、端点位置の基準信号によりレンズが制御されることになる。そして、2つの端点範囲でレンズが駆動される。
【0018】
このように本実施例では、従来のように初期化を行う時に強制的に端点位置にレンズを駆動させたのに対して、最初はポテンショメータの出力を基準として通常動作を可能とし、この通常の撮影動作の際に、端点にレンズが到達した時ポテンショメータの基準信号に代えて端点検出位置信号を基準として撮影動作を行うようにしている。従って、従来の時間を要した初期動作時間を省略することが可能となる。
【0019】
図3は第2の実施例における電源投入直後からレンズの絶対位置を決めるまでの一連の作用を示すフローチャート図である。
【0020】
CPU12は電源投入の直後に、CPU12の内部を初期化し、ステップ20に進み、位置決めフラグ及びカウンタセットフラグをクリアする。ステップ21で絶対位置検出手段であるポテンショメータ16の電圧をA/Dコンバータ18を用いてA/D変換し、変換結果Pad をカウンタ19に初期値としてセットする。
【0021】
ステップ22で位置決めフラグを判断し、位置決めフラグがクリアされていれば、ステップ23で端点検出手段20、21の端点信号を判断する。ステップ22で位置決めフラグがセットされていれば、ステップ33でデマンド11からの指令値pdemとカウンタ19の値pfo1を用いて制御を行う通常動作に移行し、電源が切られるまでステップ22とステップ33を操り返し実行する。
【0022】
ステップ23で端点信号が出力されていればステップ24に進み、カウンタセットフラグを判断する。ステップ24でカウンタセットフラグがクリアされていれば、ステップ25でカウンタ19の値をバッファデータp'fol にセットし、ステップ26でカウンタセットフラグをセットする。ステップ24でカウンタセットフラグがセットされているか、又はステップ23で端点信号が出力されていなければステップ27へ進む。
【0023】
ステップ27では、レンズ14が停止しているか判断し、レンズ14が動作していればステップ33の通常動作に移る。レンズ14が停止していればステップ28でカウンタセットフラグを判断し、カウンタセットフラグがクリアされていればステップ33の通常動作に移る。カウンタセットフラグがセットされていれば、ステップ29でメモリ22から端点データPabsを読み込み、ステップ30で端点データPabsとバッファデータp'fol から、次式の補正データPcorrectを求める。
Pcorrect=Pabs−p'fol ・・・(3)
【0024】
ステップ31で次式のようにカウンタ19の値pfo1に、ステップ30で求めた補正データPcorrectを加える。
pfo1=pfo1+Pcorrect ・・・(4)
【0025】
そして、ステップ32で位置決めフラグをセットし、ステップ33の通常動作に移る。以後、レンズ14の電源が切られるまで、ステップ22とステップ33を繰り返して処理を行う。
【0026】
【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装置は、相対位置検出手段を用いて位置制御を行う場合に、レンズの電源投入後に絶対位置検出手段を用いて暫定的に絶対位置を決め、通常動作中に端点検出手段からの信号を検出した際に、端点データを補正し、補正したデータをカウンタに設定し、最終的な位置決めを行うことで、電源投入時に絶対位置を決めるために基準位置までレンズが駆動されるのを待つことなく、高精度の相対位置検出手段を用いた高精度の位置制御を行う状態に移行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の構成図である。
【図2】第1の実施例のフローチャート図である。
【図3】第2の実施例のフローチャート図である。
【図4】従来のレンズ制御装置のフローチャート図である。
【符号の説明】
11 ズームデマンド
12 CPU
13 増幅器
14 レンズ
15 モータ
16 ポテンショメータ
17 ロータリエンコーダ
18 A/Dコンバータ
19 カウンタ
20、21 端点検出手段
22 不揮発性メモリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens control device used for a television camera.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a flowchart for determining an absolute position in a lens of a system for controlling the position of the lens. Since a lens that performs position control requires a highly accurate position signal, a rotary encoder that is small and can provide high resolution is often used as a position detector.
[0003]
However, since the rotary encoder is a system that outputs a relative position, the absolute position of the lens cannot be determined when the power is turned on. Accordingly, it is necessary to drive the lens to a reference position using absolute position detection means such as a potentiometer when the power is turned on, and to enable the operation after determining the absolute position. Further, in order to improve the position accuracy of the absolute position, the lens driving speed to the reference position must be slowed down. In this method, since it is necessary to gradually drive the lens to the reference position when the power is turned on, it takes a considerable time until the operator can arbitrarily operate the lens.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in a lens control device that performs position control using a rotary encoder, positioning of the absolute position is performed in a short time, and any operation can be performed quickly even when the power is turned on. And providing a lens control device that enables highly accurate lens control.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a lens control device according to the present invention includes a lens absolute position detection unit that detects an absolute position of a lens, a relative position detection unit that detects a relative position of the lens, and a drive for the lens. And a driving range end point detecting unit of the lens, and when power is supplied to the lens, the lens is driven and controlled based on a signal from the absolute position detecting unit, and then the driving range end point When the signal is output from the detection unit, the lens is driven and controlled based on a reference position related to the signal from the end point detection unit and a signal from the relative position detection unit.
[0006]
In addition, the lens control device according to the present invention includes a calculation unit that calculates a command signal based on a lens position, a storage unit that stores data used by the calculation unit, and a lens absolute position that detects the absolute position of the lens. A position detecting unit; a relative position detecting unit for detecting a relative position of the lens; a driving unit for driving the lens; and a driving range end point detecting unit for the lens, wherein power is supplied to the lens. The absolute position of the lens is tentatively determined using the signal from the absolute position detection means, and then the absolute position of the lens is read from the storage means when a signal is output from the driving range end point detection means. Reading, obtaining a difference value from the signal from the relative position detection means, correcting the signal of the relative position detection means using the difference value when the lens is stopped, And recognizes the relative position.
[0007]
Furthermore, the lens control device according to the present invention includes a calculation means for calculating a command signal related to lens movement, a storage means for storing data used by the calculation means, and a lens absolute position for detecting the absolute position of the lens. A detection means; a relative position detection means for detecting a relative position of the lens; a drive means for driving the lens; and a driving range end point detection means for the lens; and when power is supplied to the lens The absolute position of the lens is tentatively determined using the signal from the absolute position detecting means, and then the difference value of the signal from the relative position detecting means when the signal is output from the driving range end point detecting means. Correction data corresponding to is read from the storage means, predetermined absolute position data is corrected with the correction data, and the absolute position of the lens is recognized.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail based on the embodiment shown in FIGS.
FIG. 1 shows a configuration diagram of the first embodiment. An output of a
[0009]
FIG. 2 is a flow chart showing a series of operations from immediately after power-on until the absolute position of the lens is determined in this embodiment.
[0010]
Immediately after the power is turned on, the
[0011]
In step 3, the positioning flag is determined. If the positioning flag has been cleared, the end point signals of the end point detecting means 20 and 21 are input and judged in step 4. If the positioning flag is set, it is determined that the final absolute position of the
[0012]
If the end point signal is output in step 4, the process proceeds to step 5. If the end point signal is not output in step 4, the process proceeds to the normal operation of
[0013]
In step 5, the difference value between the counter value pfo1 at the current sampling time and the counter value p'fol at the previous sampling time is obtained, the lens speed at the time when the end point is detected is obtained, and set to the drive speed data V as shown in the following equation. .
V = pfo1−p'fol (1)
[0014]
In step 6, the speed setting flag is determined. If the speed setting flag is cleared, the process proceeds to step 7 where the driving speed data V obtained in step 5 is set to the end point data correcting driving speed data V ′, and in step 8 the speed setting flag is set. In step 6, if the speed setting flag is set, the process proceeds to step 9.
[0015]
In step 9, it is determined whether or not the drive speed data V obtained in step 5 is zero. If the driving speed is not 0, the process proceeds to step 10 where a stop signal of the
[0016]
In
Pabs = P'abs + Pcorrect (2)
[0017]
In
[0018]
As described above, in this embodiment, the lens is forcibly driven to the end point position when initialization is performed as in the prior art, but first, the normal operation is enabled based on the output of the potentiometer. During the photographing operation, when the lens reaches the end point, the photographing operation is performed based on the end point detection position signal instead of the reference signal of the potentiometer. Therefore, it is possible to omit the initial operation time which required the conventional time.
[0019]
FIG. 3 is a flowchart showing a series of operations from immediately after power-on until the absolute position of the lens is determined in the second embodiment.
[0020]
The
[0021]
In
[0022]
If the end point signal is output in step 23, the process proceeds to step 24 to determine the counter set flag. If the counter set flag is cleared in step 24, the value of the
[0023]
In step 27, it is determined whether the
Pcorrect = Pabs−p'fol (3)
[0024]
In step 31, the correction data Pcorrect obtained in step 30 is added to the value pfo1 of the
pfo1 = pfo1 + Pcorrect (4)
[0025]
In step 32, the positioning flag is set, and the normal operation in step 33 is started. Thereafter, steps 22 and 33 are repeated until the
[0026]
【The invention's effect】
As described above, the lens control apparatus according to the present invention, when performing position control using the relative position detection means, temporarily determines the absolute position using the absolute position detection means after the lens is turned on, and performs normal operation. When the signal from the end point detection means is detected, the end point data is corrected, the corrected data is set in the counter, and the final positioning is performed to determine the absolute position when the power is turned on. Without waiting for the lens to be driven, it is possible to shift to a state in which high-precision position control using high-precision relative position detection means is performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a flowchart of the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of the second embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a conventional lens control device.
[Explanation of symbols]
11
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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