JP2004085672A

JP2004085672A - カメラシステム

Info

Publication number: JP2004085672A
Application number: JP2002243356A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sasaki; 佐々木　正
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2002-08-23
Filing date: 2002-08-23
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】コントラスト方式のオートフォーカス（ＡＦ）に使用される焦点評価値及びその焦点評価値を検出したときのフォーカス位置をパソコン等の周辺機器に出力できるようにすることで、ＡＦ誤動作等が生じた場合などにオペレータは周辺機器から焦点評価値の情報を容易に知ることができ、ＡＦ誤動作の原因の解明等のために焦点評価値の情報を参考にすることができるようにしたカメラシステムを提供する。
【解決手段】レンズ装置１２にはパソコン５０等の周辺機器を接続することができ、これによってＣＰＵ３０で取得される焦点評価値及びフォーカス位置がＣＰＵ３０からパソコン５０に送信可能となる。パソコン５０ではレンズ装置１２から取得した焦点評価値とフォーカス位置との関係をグラフ化してモニタに表示することができる。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラシステムに係り、特にコントラスト方式のオートフォーカス機能を備えたカメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放送用テレビカメラに用いられるオートフォーカス（ＡＦ）では誤動作を極力防止する必要がある。一般にテレビカメラではコントラスト方式のＡＦが採用されている。例えば、コントラスト方式のＡＦでは、撮影画像（映像）を形成するビデオ信号から高周波成分が抽出され、その高周波成分により撮影画像のコントラストの高低を示す焦点評価値が生成される。焦点評価値はピント状態（合焦の程度）を評価する値であり、その焦点評価値がピークとなるように撮影レンズのフォーカス調整が自動で行われて被写体にピントが合わせられるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＡＦ方式によって苦手な撮影条件や被写体条件が存在し、特に、コントラスト方式のＡＦの場合は、ビデオ信号中の高周波成分が少ないコントラストの低い映像の場合にピント状態を検出することが一般的に苦手である。その他にぼけているのに焦点評価値がピークとなるモアレ、偽解像とよばれる現象などもＡＦ誤動作の要因となる。
【０００４】
もし、リハーサル時等においてＡＦ誤動作が生じた場合には、事前に誤動作の要因を知り、誤動作に対する対策を講じる必要がある。そのためには、フォーカシングなどによる焦点評価値の変化等を確認できると非常に便利である。製作段階等では、ＡＦ制御用ＣＰＵのデータをプログラム開発ツールなどを介して取り込むことで焦点評価値をモニタに表示させることは可能であるが、開発ツールから離れた運用状態ではＣＰＵ内で処理される焦点評価値をオペレータが知ることはできなかった。製作段階においてもプログラム開発ツールを用いて焦点評価値を表示させることには手間を要するという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦ誤動作が生じた場合等の原因解明の参考材料としてＡＦに用いられる焦点評価値をオペレータが容易に知ることができるようにしたカメラシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮影レンズにより撮影する被写体画像のコントラストに対応した焦点評価値を検出する焦点評価値検出手段と、該焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値に基づいて前記撮影レンズのフォーカス調整を合焦状態となるように自動で行うオートフォーカス手段とを備えたカメラシステムにおいて、前記焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値及び該焦点評価値を検出した時の前記撮影レンズのフォーカス位置を周辺機器に出力する出力手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記出力手段は、シリアル通信により通信可能に接続される周辺機器に対して前記焦点評価値及びフォーカス位置をシリアル通信により送信することを特徴としている。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記周辺機器は、前記出力手段から出力された前記焦点評価値及びフォーカス位置を取得し、焦点評価値とフォーカス位置との関係をグラフ化して表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のうちいずれか１に記載の発明において、前記周辺機器は、パーソナルコンピュータであることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、オートフォーカス（ＡＦ）に使用される焦点評価値及びその焦点評価値を検出したときのフォーカス位置を周辺機器に出力できるようにしたため、ＡＦ誤動作等が生じた場合などにオペレータは周辺機器から焦点評価値の情報を容易に知ることができ、ＡＦ誤動作の原因等の解明のために焦点評価値の情報を参考にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るカメラシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明が適用されるテレビカメラシステムの一実施の形態を示した斜視図である。同図に示すようにテレビカメラ１０は、レンズ装置１２とカメラ本体１４から構成され、このテレビカメラ１０は、ペデスタルドリー１６上の雲台１８に支持される。雲台１８には２本の操作ロッド２２、２３が延設され、各操作ロッド２２、２３の端部には、それぞれレンズ装置１２にケーブルで接続されたズームデマンド２６とフォーカスデマンド２８が取り付けられる。
【００１３】
上記ズームデマンド２６には、基準位置から両方向に回動可能なサムリング２６Ａが設けられており、このサムリング２６Ａが回転操作されると、その基準位置からの操作量（回転方向及び回転量）に応じたズーム指令信号がズームデマンド２６からレンズ装置１２に与えられ、レンズ装置１２の撮影光学系（撮影レンズ）のズームがワイド側又はテレ側に移動する。
【００１４】
上記フォーカスデマンド２８には、回動自在のフォーカスリング２８Ａが設けられており、このフォーカスリング２８Ａが回転操作されると、その操作量（回転方向及び回転量）に応じたフォーカス指令信号がフォーカスデマンド２８からレンズ装置１２に与えられ、レンズ装置１２の撮影レンズのフォーカスが至近側又は無限遠側に移動する。
【００１５】
図２は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すレンズシステムにおいて、上記レンズ装置１２の撮影光学系　（撮影レンズ）には、例えば周知のフォーカスレンズ（群）ＦＬ、ズームレンズ（群）ＺＬ、アイリスＩ、ワブリングレンズ（群）ＷＬ等が配置されており、撮影レンズに入射した被写体光は、上記カメラ本体１４の撮像素子面に結像される。
【００１６】
各レンズＦＬ、ＺＬ、ＷＬやアイリスＩは、それぞれ対応するフォーカス用モータＦＭ、ズーム用モータＺＭ、ワブリング用モータＷＭ、アイリス用モータＩＭによって駆動され（各レンズは光軸方向に移動し、アイリスＩは開口量が変化する）、各モータＦＭ、ＺＭ、ＷＭ、ＩＭは、それぞれレンズ装置１２に内蔵されたＣＰＵ３０からＤ／Ａ変換器３２を介して与えられる駆動信号に従ってそれぞれフォーカス用アンプＦＡ、ズーム用アンプＺＡ、ワブリング用アンプＷＡ、アイリス用アンプＩＡによって駆動される。
【００１７】
一方、上記フォーカスデマンド２８と上記ＣＰＵ３０とはシリアルコミュニケーションインターフェース（ＳＣＩ）３４、３６を通じて通信により各種信号のやり取りができるようになっており、例えば、フォーカスデマンド２８からＣＰＵ３０には、詳細を後述するように上記フォーカスリング２８Ａの回動操作に基づくフォーカス指令信号が与えられる。
【００１８】
ＣＰＵ３０は、マニュアルフォーカス（ＭＦ）モードの場合、フォーカスデマンド２８から与えられるフォーカス指令信号に基づいてＭＦの処理を実行する。即ち、フォーカスデマンド２８から与えられるフォーカス指令信号と、フォーカス用ポテンショメータＦＰからＡ／Ｄ変換器３８を介して与えられるフォーカスレンズＦＬの現在位置を示す位置信号とに基づいて、上述のようにフォーカス用モータＦＭを駆動する駆動信号をＤ／Ａ変換器３２を介してフォーカス用アンプＦＡに与え、フォーカスレンズＦＬをフォーカス指令信号に基づいて設定される目標位置に移動させる。
【００１９】
また、上記ズームデマンド２６からＣＰＵ３０には、上記サムリング２６Ａの回動量に応じたズームレンズＺＬの移動速度（目標速度）を指令するズーム指令信号がＡ／Ｄ変換器３８を介して与えられる。尚、ズームデマンド２６についてもフォーカスデマンド２８と同様に通信によりＣＰＵ３０と各種信号のやり取りを行えるようにしてもよい。ＣＰＵ３０は、ズームデマンド２６から与えられたズーム指令信号と、ズーム用ポテンショメータＺＰからＡ／Ｄ変換器３８を介して与えられるズームレンズＺＬの現在位置を示す位置信号とに基づいて、上述のようにズーム用モータＺＭを駆動する駆動信号をＤ／Ａ変換器３２を介してズーム用アンプＺＡに与え、ズームレンズＺＬをズーム指令信号によって指令された目標速度で移動させる。
【００２０】
また、アイリスＩについては、一般にカメラ本体１４からアイリスＩの設定位置（絞り値）を指令するアイリス指令信号がＣＰＵ３０に与えられ、ＣＰＵ３０は、上述と同様にアイリスＩの設定位置としてアイリス用モータＩＭの回転位置をアイリス用ポテンショメータＩＰにより検出しながら、その指令信号により指令された絞り値となるようにアイリス用モータＩＭを駆動する駆動信号をアイリス用アンプＩＡに出力する。
【００２１】
一方、ワブリングレンズＷＬについては、外部からの指令信号に基づいて駆動信号が出力されるのではなく、後述のオートフォーカス時のワブリングのための駆動信号がＣＰＵ３０からワブリング用アンプＷＡに出力される。また、ワブリング用モータＷＭは例えばパルスモータであり、ワブリングレンズＷＬの位置をフィードバックするためのポテンショメータは設置されていない。
【００２２】
また、本レンズシステムにおいて、例えば、レンズ装置１２にＡＦスイッチＳ１が設けられており、ＡＦスイッチＳ１によってオートフォーカス（ＡＦ）モードとマニュアルフォーカス（ＭＦ）モードを切り替えることができるようになっている。ＭＦモードでは、上述のようにフォーカスデマンド２８からのフォーカス指令信号に基づくＭＦの処理（詳細は後述する）によりフォーカスレンズＦＬがモータ駆動される。
【００２３】
一方、ＡＦモードでは、被写体の情報に基づくＡＦの処理によりフォーカスレンズＦＬがモータ駆動され、フォーカスレンズＦＬが合焦位置に自動で設定される。
【００２４】
尚、本実施の形態でのＡＦモードは、ＡＦの処理が連続して行われる連続ＡＦのモードとするが、例えば、ＡＦの処理が一度の合焦で終了するいわゆるワンショットＡＦのモードとしてもよい。
【００２５】
ここで、本レンズシステムのレンズ装置１２には焦点評価値検出回路が設けられており、その焦点評価値検出回路に、映像表示用のビデオ信号（輝度信号）がカメラ本体１４から入力され、そのビデオ信号に基づいて合焦の程度を評価する焦点評価値が検出されるようになっている。尚、カメラ本体１４から入力されるビデオ信号は、上記撮影光学系により結像された被写体像をカメラ本体１４の撮像素子により撮像して得られた例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号である。また、焦点評価値は、画像のコントラストの高低（鮮鋭度）を示す値であり、その検出方法はコントラスト方式のＡＦにおいて従来から周知のものである。
【００２６】
図２には焦点評価値検出回路が示されており、カメラ本体１４から取得されたビデオ信号は、まず、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４０によって高周波成分のみが抽出されてＡ／Ｄ変換器４２によりデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された高周波成分のうち、撮影範囲内に設定された所定のフォーカスエリア内のみの信号がゲート回路４４により抽出される。尚、ゲート回路４４にはＡ／Ｄ変換器４２からの信号以外にビデオ信号が直接入力されており、そのビデオ信号内の同期信号を使用してフォーカスエリア内のみの信号を抽出している。ゲート回路４４により抽出された高周波成分の信号は、１フィールドごとに加算回路４６により積算され、その積算によって得られた信号は、フォーカスエリア内の被写体に対する合焦の程度（コントラストの高低）を示す上記焦点評価値としてＣＰＵ３０に読み取られる。尚、ビデオ信号から焦点評価値を検出する方法は、上述の場合に限らない。
【００２７】
ＡＦモードにおいてＡＦの処理を実行する場合には、上記焦点評価値に基づいてフォーカス用モータＦＭを駆動するための駆動信号がＣＰＵ３０によって生成され、ＭＦの場合と同様にその駆動信号がフォーカス用アンプＦＡに出力されてフォーカスレンズＦＬが合焦位置に移動する。具体的には、ＣＰＵ３０は、ワブリング用モータＷＭを駆動するための駆動信号をＤ／Ａ変換器３２を介してワブリング用アンプＷＡに適宜出力し、ワブリングレンズＷＬを光軸方向に前後動（ワブリング）させながら、上記焦点評価値検出回路（加算回路４６）から焦点評価値を取得する（例えば１フィールドごとに取得する）。これによって、撮影光学系の焦点位置が前後動し、フォーカスレンズＦＬを現在の設定位置から前後動させた場合に等しい焦点評価値が検出される。ＣＰＵ３０は、そのワブリングの間に取得した焦点評価値に基づいて、フォーカスレンズＦＬの現在位置において焦点評価値が極大か否かを判断する。焦点評価値が極大であれば合焦が得られており、フォーカスレンズＦＬをその合焦位置で停止させる。一方、焦点評価値が極大でない場合には、ワブリングの間に取得した焦点評価値の大小関係から合焦位置が現在位置よりも無限方向にあるか至近方向にあるか、即ち、焦点評価値が増加する方向を判断する。そして、フォーカス用アンプＦＡに駆動信号を出力して、その判断した方向にフォーカスレンズＦＬを移動させる。このようにワブリングレンズＷＬのワブリングとフォーカスレンズＦＬの移動を繰り返すことによってフォーカスレンズＦＬが合焦位置に自動的に設定される。
【００２８】
また、本レンズシステムでは、レンズ装置１２の所定のコネクタに所望の周辺機器をケーブルで接続することによって、レンズ装置１２のＣＰＵ３０とその周辺機器との間でシリアルコミュニケーションインターフェース（ＳＣＩ）４８を通じて通信により各種信号のやり取りができるようになっている。同図では周辺機器としてパソコン（パーソナルコンピュータ）５０が接続されている状態が示されている。
【００２９】
このようにパソコン５０等の周辺機器をレンズ装置１２に接続することで、例えば、ＡＦモードの場合に、上記焦点評価値検出回路（加算回路４６）からＣＰＵ３０に逐次取得される焦点評価値と、その焦点評価値を取得した時にフォーカス用ポテンショメータＦＰからＣＰＵ３０に取得されたフォーカスレンズＦＬの位置（フォーカス位置）の情報がＣＰＵ３０からパソコン５０に送信できるようになっている。尚、これらの情報は、一旦、レンズ装置１２内の所定のメモリに格納しておき、ある時点でまとめてパソコン５０に送信するようにしてもよいし、焦点評価値を一回取得するごとにその焦点評価値及びフォーカス位置の情報を逐次パソコン５０に送信するようにしてもよい。
【００３０】
一方、パソコン５０では、所定のプログラムを起動することにより、レンズ装置１２から送信された焦点評価値及びフォーカス位置の情報が取得され、焦点評価値とフォーカス位置との関係がグラフ化されてモニタに表示されるようになっている。例えば、図３に示すように横軸にフォーカス位置（フォーカスレンズ位置）、縦軸に焦点評価値をとり、レンズ装置１２から送信された焦点評価値とフォーカス位置との関係がグラフ表示される。
【００３１】
また、ＡＦ動作中のフォーカスレンズＦＬの移動範囲では、至近端から無限遠端までのフォーカス位置の全範囲での焦点評価値が得られない場合がある。このため、例えば、オペレータが所定のスイッチをオンすると、レンズ装置１２のＣＰＵ３０の制御により、フォーカスレンズＦＬが至近端に移動し、その後、所定の速度で無限遠端まで移動する。その間、ＣＰＵ３０はＡＦ時と同様に焦点評価値とフォーカス位置とをそれぞれ上記焦点評価値検出回路及びフォーカス用ポテンショメータＦＰから取得し、パソコン５０に送信する。これによって、パソコン５０においてフォーカス位置の全範囲に対する焦点評価値がモニタにグラフ表示され、フォーカス位置の全範囲に対する焦点評価値の変化の様子を知ることができるようになっている。尚、上記所定のスイッチはレンズ装置１２、フォーカスデマンド２８等のどの箇所に設けてもよい。
【００３２】
図４は、ＡＦ誤動作が生じた場合にパソコン５０のモニタに表示されたグラフの例であり、このような表示から偽解像があり、それが原因でＡＦ誤動作が生じたことを知ることができる。
【００３３】
尚、上述のような焦点評価値とフォーカス位置との関係のグラフ表示は、ＡＦモード時においてだけでなく、ＭＦモード中にも同様に行うようにしてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態の場合、レンズ装置１２にパソコン５０等の周辺機器を接続し、レンズ装置１２のＣＰＵ３０から焦点評価値及びフォーカス位置を周辺機器に出力するようにしたが、これに限らず、カメラ本体１４又はフォーカスデマンド２８等の操作装置に周辺機器を接続できるようにし、カメラ本体１４又はフォーカスデマンド２８等の操作装置から上記焦点評価値及びフォーカス位置を周辺機器に送信できるようにしてもよい。また、焦点評価値を処理している箇所はレンズ装置１２に限らず、カメラ本体１４や操作装置の場合もあり、その場合にはその焦点評価値を処理している箇所にコネクタを設け、周辺機器を接続できるようにすることが好ましく、又は、コネクタを設け易い箇所や焦点評価値等を転送し易い箇所に周辺機器を接続できるようにすることが好ましい。
【００３５】
また、上記実施の形態の場合、周辺機器への焦点評価値等の出力は、シリアル通信（デジタル通信）により行うようにしたが、これに限らずアナログ信号により周辺機器に出力するようにしてもよい。但し、焦点評価値はそのダイナミックレンジが非常に大きく（例１：１０万以上）であることから、シリアル通信で行うことが効果的である。
【００３６】
また、上記実施の形態では、周辺機器としてパソコンを使用したがパソコンに限らず、焦点評価値等を表示する専用の機器であってもよいし、他の汎用機器等であってもよい。
【００３７】
以上、上記実施の形態では、ＡＦの方式として、カメラ本体の撮像素子によって得られたビデオ信号に基づいて焦点評価値を求め、その焦点評価値が極大となるようにフォーカスレンズＦＬの位置を設定するコントラスト方式の場合について説明したが、本発明は、以下のようなコントラスト方式又はコントラスト方式と異なる方式の場合にも適用できる。
【００３８】
例えば、上記実施の形態では、ワブリングレンズＷＬをワブリングさせることにより、フォーカスレンズＦＬの現在位置において焦点評価値が極大か否か等を判断するようにしていたが、ワブリングを行うことなく、光路長の異なる位置に配置された複数の撮像素子（全ての撮像素子がＡＦ専用の場合もあるし、映像表示用のビデオ信号を生成するための撮像素子がＡＦ用の複数の撮像素子の１つとして兼用される場合もある。）を用いたコントラスト方式においても本発明を適用できる。この方式では、光路長の異なる複数の撮像素子から得られた複数のビデオ信号に基づいて各ビデオ信号ごとに上記実施の形態と同様に焦点評価値を求め、それらの焦点評価値の大小関係からフォーカスレンズＦＬの現在位置において合焦が得られているか否か、合焦していない場合には合焦位置がフォーカスレンズＦＬの現在位置よりも無限方向にあるか至近方向にあるかが判断される。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカメラシステムによれば、オートフォーカス（ＡＦ）に使用される焦点評価値及びその焦点評価値を検出したときのフォーカス位置を周辺機器に出力できるようにしたため、ＡＦ誤動作等が生じた場合などにオペレータは周辺機器から焦点評価値の情報を容易に知ることができ、ＡＦ誤動作の原因の解明等のために焦点評価値の情報を参考にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズシステムが使用されるテレビカメラシステムの一実施の形態を示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係るレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。
【図３】図３は、焦点評価値とフォーカス位置との関係をグラフ表示した場合を例示した図である。
【図４】図４は、偽解像がある場合において、焦点評価値とフォーカス位置との関係をグラフ表示した場合を例示した図である。
【符号の説明】
１０…テレビカメラ、１２…レンズ装置、１４…カメラ本体、２６…ズームデマンド、２８…フォーカスデマンド、２８Ａ…フォーカスリング、ＦＬ…フォーカスレンズ、ＺＬ…ズームレンズ、ＷＬ…ワブリングレンズ、３０…ＣＰＵ、４８…シリアルコミュニケーションインターフェース、５０…パソコン、Ｓ１…ＡＦスイッチ

Claims

撮影レンズにより撮影する被写体画像のコントラストに対応した焦点評価値を検出する焦点評価値検出手段と、該焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値に基づいて前記撮影レンズのフォーカス調整を合焦状態となるように自動で行うオートフォーカス手段とを備えたカメラシステムにおいて、
前記焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値及び該焦点評価値を検出した時の前記撮影レンズのフォーカス位置を周辺機器に出力する出力手段を備えたことを特徴とするカメラシステム。
前記出力手段は、シリアル通信により通信可能に接続される周辺機器に対して前記焦点評価値及びフォーカス位置をシリアル通信により送信することを特徴とする請求項１のカメラシステム。
前記周辺機器は、前記出力手段から出力された前記焦点評価値及びフォーカス位置を取得し、焦点評価値とフォーカス位置との関係をグラフ化して表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２のカメラシステム。
前記周辺機器は、パーソナルコンピュータであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載のカメラシステム。