JP2004085672A - カメラシステム - Google Patents
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Abstract
【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
【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 (4)
- 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。
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