JP2008066957A - レンズ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＦ機能を搭載したレンズ装置に対して接続されるコンピュータ（パソコン）においてＡＦに関する操作を可能にすることによって、ＡＦに関する操作をカメラマン以外の操作者やバーチャルシステム等において行えるようにしたレンズ制御システムを提供する。
【解決手段】 ＡＦ機能を搭載したレンズ装置に接続されたパソコンのモニタ画面にはレンズ操作を行うためのレンズ操作画面１００が表示される。そのレンズ操作画面１００の左側半分にはＡＦに関する操作を行うための操作画面が表示されている。例えば、その上部に表示されているＡＦエリア操作部１０２の枠１０６は、ＡＦエリアの範囲を示し、その位置をマウス等でドラッグ操作することによってＡＦエリアの位置を変更することができる。
【選択図】 図５

Description

本発明はレンズ制御システムに係り、特に、オートフォーカス機能を搭載したレンズ装置のオートフォーカスの制御を行うレンズ制御システムに関する。

放送用テレビカメラで採用されるオートフォーカス（ＡＦ）として、コントラスト方式のＡＦが一般的に知られている。コントラスト方式のＡＦでは、カメラで得られた映像信号から高域周波数成分の信号が抽出され、その抽出された信号に基づいてコントラストの高さを評価する焦点評価値が求められる。そして、その焦点評価値がピーク（極大）となるように例えば山登り方式と呼ばれる方法により撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズ群）が制御される。

また、コントラスト方式のＡＦでは、一般に、フォーカスを微小に変動させるワブリングと呼ばれる動作が行われている。ワブリングを行っている間に焦点評価値を検出することによって、例えば、フォーカスの現在位置に対する前後位置での焦点評価値が検出され、その前後位置での焦点評価値の大小関係から、現在位置での焦点評価値がピークか否か、又は、焦点評価値がピークとなる方向が検出される。このようなワブリングによる焦点評価値のピークの検出を逐次行いながらフォーカスを制御することによって焦点評価値がピークとなる合焦位置にフォーカスを移動させることが行われている。

更に、上記のようなワブリングを行う場合、それによる焦点変動が画面上で認識されてしまうという問題や、高速で移動する被写体に対して正確にピントを合わせることが難しいという問題があった。そのため、例えば特許文献１に示されているような光路長差方式のＡＦが提案されている。これによれば、被写体像を結像する撮影レンズ（光学系）の光路がハーフミラー等の光分割手段により２つの光路に分割される。一方の光路に導かれた被写体光は、記録又は再生用の画像（映像）を撮像するために配置されたカメラ本体の撮像素子（映像用撮像素子）の撮像面に被写体像を結像する。他方の光路に導かれた被写体光は、ＡＦ用の画像（映像）を撮像するために配置された撮像素子（ＡＦ用撮像素子）の撮像面に被写体像を結像する。

ＡＦ用撮像素子の撮像面は、例えば２つの撮像素子により、光路長が異なる位置に配置された２つの撮像面からなり、ＡＦ用の光路に分岐された被写体光は、更に分割されてＡＦ用撮像素子の各撮像面に入射するようになっている。ＡＦ用撮像素子の各撮像面によって撮像される画像（被写体像）は、フォーカスを現在位置から所定量変位させたときに映像用撮像素子の撮像面によって撮像される画像に相当しており、ＡＦ用撮像素子の各撮像面によって撮像された各画像から焦点評価値を求め、それらを比較することによって映像用撮像素子の撮像面に対するフォーカスの現在位置でのピント状態（合焦、前ピン、後ピン）を検出することができるようになっている。

従って、ワブリングを行う必要がないため、ワブリングによる焦点変動を生じさせることなく、フォーカスを合焦位置に移動させることができる。また、迅速なピント合わせが可能であり、高速で移動する被写体に対しても正確にピントを合わせることが可能となる。

従来、テレビカメラのカメラ本体に交換可能に装着されるレンズ装置が上記のようなＡＦ用撮像素子を備え、ＡＦの制御に関する処理をレンズ装置において行うことにようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。これによれば、カメラ本体にＡＦ機能がない場合であってもＡＦ機能を使用することができる。

また、従来、レンズ装置にパソコン（コンピュータ）を接続し、パソコンのモニタ画面上での操作によってレンズ装置のフォーカス、ズーム、絞り等の一般的なレンズ制御を行えるようにしたレンズ制御システムが提案されている（特許文献２等参照）
特開２００４−２１２４５８号公報 特開２０００−３０５００３号公報

ところで、上記のようなコントラスト方式のＡＦでは、撮影範囲（撮影画像の画面全体）のうちＡＦによりピントを合わせる対象とする範囲（ＡＦエリア）が設定され、そのＡＦエリアの範囲内の被写体にピントが合わせられるのが一般的である。また、ＡＦエリアの位置や大きさなどのＡＦエリアの範囲をカメラマンが使用するコントローラの操作で任意に変更できるようにしたものも知られている。

しかしながら、カメラマンは、被写体を選んだり、画角を決めたりといった作業を頻繁に行っているため、ＡＦエリアの範囲の変更やＡＦのオン／オフのようなＡＦ制御に関する処理内容を設定、変更する操作（ＡＦに関する）を撮影中に行うことが難しいという問題があった。また、バーチャルスタジオにおいては、レンズ制御をコンピュータで行うことがあるが、この場合にＡＦに関する操作をコンピュータから行うことができないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦに関する操作をカメラマン以外の操作者やバーチャルシステム等において行えるようにしたレンズ制御システムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズ制御システムは、撮影光学系のフォーカスを自動調整するオートフォーカスの制御を実行するＡＦ制御手段を備えたレンズ装置と、該レンズ装置に通信可能に接続されるコンピュータとを備えたレンズ制御システムにおいて、前記コンピュータにおいて、モニタ画面上に前記オートフォーカスの制御に関する操作を行うためのＡＦ操作画面を表示し、該ＡＦ操作画面上において実行された操作に基づいて該操作に応じた処理を前記ＡＦ制御手段に実行させるための指令信号を前記レンズ装置に送信することを特徴としている。

本発明によれば、ＡＦ機能を搭載したレンズ装置のＡＦに関する操作をコンピュータによって行うことができる。したがって、カメラマン以外の操作者がコンピュータのモニタ画面上の操作でＡＦに関する操作を行うことができると共に、コンピュータを使用したバーチャルシステムにおいてもＡＦに関する操作を行うことが可能となる。

請求項２に記載のレンズ制御システムは、請求項１に記載の発明において、前記ＡＦ操作画面は、撮影範囲のうち前記オートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲を示すＡＦエリアの範囲を設定、変更するための操作、前記オートフォーカスのオン／オフを切り替える操作、前記オートフォーカスによるピント合わせ時におけるフォーカスの移動速度を設定、変更するための操作のうち、少なくとも１つの操作を行うための操作画面であることを特徴としている。本発明は、ＡＦ操作画面において行うことができるＡＦに関する操作の具体的内容を示している。

請求項３に記載のレンズ制御システムは、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記コンピュータにおいて、前記オートフォーカスの制御に関する操作以外に前記撮影光学系のフォーカス、ズーム、絞りのうち少なくも１つの制御に関する操作を行うための操作画面が表示されることを特徴としている。本発明は、コンピュータによりＡＦに関する操作以外のレンズ制御を行うことができる態様を示している。

本発明に係るレンズ制御システムによれば、ＡＦに関する操作をカメラマン以外の操作者やバーチャルシステム等において行うことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ制御システムを実施するための最良の形態について詳説する。

図１は、本発明が適用されるレンズ制御システムの構成を示したブロック図である。同図のレンズ制御システムは、例えば放送用テレビカメラのカメラ本体（カメラヘッド）５０にマウントによって装着される撮影レンズ（光学系）と、撮影レンズを制御する制御系とから構成されている。また、同図に示すレンズ制御システムでは、撮影レンズと撮影レンズの制御系の多くの構成部品が一体化されたレンズ装置１として構成されている。但し、レンズ制御システムを構成する装置の形態はどのようなものでもよい。

撮影レンズは、被写体像を結像する光学系に関する構成部であり、鏡胴内に支持された各種光学部品により構成されている。鏡胴内には、固定された各種のレンズ群の他に、光軸方向に移動可能なレンズ群として、同図に示すフォーカスレンズ（群）ＦＬやズームレンズ（群）ＺＬが配置されている。フォーカスレンズＦＬが移動すると、ピント位置（被写体距離）が変わり、ズームレンズＺＬが移動すると、像倍率（焦点距離）が変わる。また、撮影レンズには像の明るさを変更するために開閉駆動される同図に示す絞りＩが配置されている。

撮影レンズを制御する制御系は、ＣＰＵ１０、アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡ、モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰ、フォーカスデマンド１８、ズームデマンド２０、ＡＦ回路３０、パソコン８０等から構成されている。また、撮影レンズが装着されるカメラ本体５０に搭載されたカメラ回路５２も撮影レンズの絞りＩの制御等に関する制御系として作用する。

ＣＰＵ１０は、システム全体を統括制御しており、ＣＰＵ１０からＤ／Ａ変換器１２を介して各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに駆動信号が出力されると、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭがその駆動信号の値（電圧）に応じた回転速度で駆動される。各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭは、上記撮影レンズのフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩに連結しており、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭが駆動されることによりフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩが駆動される。

各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭの出力軸にはそれらの回転位置に応じた電圧信号を出力するポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰが連結されており、各ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰからの電圧信号は、フォーカスレンズＦＬの位置、ズームレンズＺＬの位置、絞りＩの位置（開口量）を示す信号としてＡ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１０に与えられる。従って、ＣＰＵ１０から各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに与えられる駆動信号によってフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩの位置又は動作速度が所望の状態に制御されるようになっている。

同図において、フォーカスデマンド１８やズームデマンド２０は、撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズＦＬ）やズーム（ズームレンズＺＬ）の目標となる位置や移動速度をマニュアル操作で指定するマニュアル操作部材を備えたコントローラである。これらのフォーカスデマンド１８やズームデマンド２０は、シリアルコミュニケーションインターフェース（ＳＣＩ）１６を通じてＣＰＵ１０とシリアル通信により接続されている。

本実施の形態のレンズ制御システムでは、フォーカスレンズ群ＦＬの制御（フォーカス制御）として、マニュアルフォーカス（ＭＦ）と、オートフォーカス（ＡＦ）の制御とが切り替えられるようになっており、例えば、フォーカスデマンド１８には、ＡＦのオン／オフを切り替えてＡＦとＭＦとを切り替えるオン／オフスイッチが設けられている。尚、オン／オフスイッチをオンとした場合にＡＦの制御となり、オフとした場合にＭＦの制御となる。

ＭＦ制御時では、フォーカスデマンド１８からのフォーカス指令信号に従ってフォーカス制御が行われる。ＭＦ制御時にフォーカスデマンド１８のマニュアル操作部材を操作すると、例えば、その操作部材の位置に対応したフォーカスの目標位置を指定するフォーカス指令信号がＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、フォーカスの位置がそのフォーカス指令信号により指定された目標位置となるようにアンプＦＡに出力する駆動信号によりモータＦＭを制御してフォーカスレンズＦＬの位置を制御する。

また、フォーカスデマンド１８にはＡＦに関する操作を行うための操作部材（ＡＦ制御に関する処理内容を設定、変更する操作部材）も設けられている。例えば、撮影範囲内においてＡＦによるピント合わせの対象とする範囲、即ち、ＡＦエリアの範囲（位置や大きさ等）を変更する操作部材や、ＡＦをオン／オフする上記オン／オフスイッチ、ＡＦ制御時におけるフォーカスの移動速度を可変する操作部材等が設けられている。尚、ＡＦ制御に関しては後述する。

ズームレンズＺＬの制御（ズーム制御）は、ズームデマンド２０から与えられるズーム指令信号に従って行われる。ズームデマンド２０のマニュアル操作部材を操作すると、例えば、その操作部材の位置に対応したズームの目標の移動速度を指定するズーム指令信号がＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、ズームの移動速度がそのズーム指令信号により指定された目標の移動速度となるようにアンプＺＡに出力する駆動信号によりモータＺＭを制御してズームレンズＺＬの移動速度を制御する。

一方、絞りＩの制御（絞り制御）は、カメラ本体５０のカメラ回路５２から与えられる絞り指令信号に従って行われる。本レンズシステムの撮影レンズがマウントにより装着されるカメラ本体５０からは、絞りＩの目標位置を指定する絞り指令信号が出力され、図示しない信号ラインによりＡ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１０に与えられるようになっている。絞り指令信号は、例えば、目標とする絞り値（ＦNo.）に対応した電圧値を絞りＩの目標位置（開口量）として示す電圧信号である。ＣＰＵ１０は、絞りＩの位置がカメラ回路５２から与えられた絞り指令信号により指定された目標のＦNo.に対応した位置となるようにアンプＩＡに出力する駆動信号によりモータＩＭを駆動して絞りＩの位置を制御する。

同図においてＡＦ回路３０は、画像（被写体像）のコントストを示す焦点評価値を検出する回路であり、フォーカス制御においてＡＦ制御を実行する場合等に使用される。

ＡＦ制御時において、ＣＰＵ１０は、ＡＦ回路３０から得られる焦点評価値の情報に基づいて撮影レンズが合焦状態となるようにアンプＦＡに出力する駆動信号によりモータＦＭを制御してフォーカスレンズＦＬを制御する。

本実施の形態のレンズ制御システムでは、いわゆる光路長差方式のＡＦが採用されており、ＡＦ回路３０は、一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂ、Ａ／Ｄ変換器３４、ゲート回路３６、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３８、加算回路４０Ａ、４０Ｂ等から構成される。

一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂは、カメラ本体５０に搭載された撮像素子（例えばＣＣＤ）とは別に設けられている。カメラ本体５０のＣＣＤは、記録又は再生用の本来の映像を撮影するためのＣＣＤ（以下、映像用ＣＣＤという）であるのに対し、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２ＢはＡＦ用又はピント情報表示用に設けられたＣＣＤであり、例えば、図２のように構成された撮影レンズに設置される。

ここで図２を用いて撮影レンズ（撮影光学系）の全体構成の概略と共にＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂの配置について説明する。撮影レンズ６０の光軸Ｏには、上記フォーカスレンズ（群）ＦＬ、上記ズームレンズ（群）ＺＬ、上記絞りＩ、前側リレーレンズＲＡ及び後側リレーレンズＲＢからなるリレーレンズ（リレー光学系）等が順に配置されている。撮影レンズ６０に入射した被写体光はこれらのレンズ群を通過してカメラ本体５０に入射する。カメラ本体５０には、撮影レンズ６０から入射した被写体光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の波長に分解する色分解光学系６８と、色分解された各色の被写体光の像を撮像するＲ、Ｇ、Ｂごとの映像用ＣＣＤが配置されている。尚、光学的に等価な光路長の位置に配置されたＲ、Ｇ、Ｂの映像用ＣＣＤを同図に示すように１つの映像用ＣＣＤ７０で表す。映像用ＣＣＤ７０の撮像面に入射した被写体光は、映像用ＣＣＤ７０によって光電変換されてカメラ本体５０内の所定の信号処理回路によって記録又は再生用の映像信号が生成される。

一方、撮影レンズ６０のリレー光学系の前側リレーレンズＲＡと後側リレーレンズＲＢとの間には、ハーフミラー６２が配置されている。このハーフミラー６２によって、撮影レンズ６０の光路が２つに分割される。撮影レンズ６０に入射した被写体光のうち、ハーフミラー６２を透過した被写体光は、上述のように光軸Ｏの光路に沿ってカメラ本体５０へと導かれる。ハーフミラー６２で反射した被写体光は、上記光軸Ｏに略垂直な光軸Ｏ′の光路（ＡＦ用光路）へと導かれる。尚、ハーフミラー６２に入射した被写体光に対して、例えば約５０％の光量の被写体光がハーフミラー６２を透過する。但し、ハーフミラー６２として、任意の透過率と反射率の特性を有するものを使用することができる。

ＡＦ用光路には、上記後側リレーレンズＲＢと同等のリレーレンズＲＢ′と、２つのプリズム６４Ａ、６４Ｂから構成される光分割光学系６４と、上記ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂが配置されている。ハーフミラー６２で反射してＡＦ用光路へと導かれた被写体光は、リレーレンズＲＢ′を通過した後、光分割光学系６４に入射する。光分割光学系に入射した被写体光は、第１プリズム６４Ａと第２プリズム６４Ｂとが接合する部分のハーフミラー面Ｍで光量が等価な２つの被写体光に分割される。ハーフミラー面Ｍで反射した被写体光は、一方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａの撮像面に入射し、ハーフミラー面Ｍを透過した被写体光は他方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂの撮像面に入射する。

図３は、カメラ本体５０の映像用ＣＣＤ７０とＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂとを同一の光軸上に表した図である。同図に示すように、一方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａに入射する被写体光の光路長は、他方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂに入射する被写体光の光路長よりも短く設定され、映像用ＣＣＤ７０の撮像面に入射する被写体光の光路長は、その中間の長さとなるように設定されている。すなわち、一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂ（の撮像面）は、それぞれ映像用ＣＣＤ７０の撮像面に対して前後等距離ｄの位置となるように配置されている。

このように撮影レンズ６０に配置された一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂによって、撮影レンズ６０に入射した被写体光を映像用ＣＣＤ７０の撮像面に対して前後の等距離の位置にそれぞれ撮像面を配置した場合と等価な映像信号が取得されるようになっている。尚、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂはカラー映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態ではＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂから白黒の映像信号（輝度信号）が取得されるものとする。

図１のＡＦ回路３０において、各ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂによって得られた映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３４によりデジタル信号に変換された後、ゲート回路３６に入力される。ゲート回路３６では、撮影範囲（画面）内に設定された所定のＡＦエリアに対応する範囲内の映像信号が抽出される。これによって抽出されたＡＦエリア内の映像信号は続いてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３８に入力され、ＨＰＦ３８により高域周波数成分の信号のみが抽出される。尚、ゲート回路３６においてＡＦエリアの範囲は、ＣＰＵ１０からの与えられる指示信号によって指示された範囲に設定されるようになっている。

ＨＰＦ３８によって抽出された高域周波数成分の信号は、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａから得られたものは加算回路４０Ａによって、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂから得られたものは加算回路４０Ｂによって１フィールド分ずつ積算され、その積算値が１フィールドごとにＡＦ回路３０から出力される。

このようにして各加算回路４０Ａ、４０Ｂから得られる積算値は、それぞれＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂで撮像された被写体画像のコントラストの高さを評価する値を示す。本明細書ではこの積算値を焦点評価値というものとする。また、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａの映像信号から得られた焦点評価値をｃｈＡの焦点評価値、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂの映像信号から得られた焦点評価値をｃｈＢの焦点評価値というものとする。

ＣＰＵ１０は、このようして得られたｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいて映像用ＣＣＤ７０に対する撮影レンズ６０のピント状態を検出する。ピント状態の検出は、次のような原理で行われる。図４は、横軸に撮影レンズ６０のフォーカスレンズＦＬの位置（フォーカス位置）、縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフォーカス位置と焦点評価値との関係を例示した図である。図中実線で示す曲線Ａ、Ｂは、それぞれＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂから得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。一方、図中点線で示す曲線Ｃは、映像用ＣＣＤ７０から得られた映像信号により焦点評価値を求めたと仮定した場合の焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。

同図において、ピント状態が合焦となるのは、曲線Ｃで示す映像用ＣＣＤ７０の焦点評価値が最大（極大）となるときのフォーカス位置Ｆ０にフォーカスが設定された場合である。もし、撮影レンズ６０のフォーカスがその合焦位置Ｆ０よりも至近側のフォーカス位置Ｆ１に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ１に対応する曲線Ａの値ＶＡ１となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ１に対応する曲線Ｂの値ＶＢ１となる。この場合、図から分かるようにｃｈＡの焦点評価値ＶＡ１の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ１よりも大きくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ１の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ１よりも大きい場合には、フォーカスが合焦位置Ｆ０よりも至近側に設定されている状態、すなわち、前ピンの状態であることが分かる。

一方、撮影レンズ６０のフォーカスが合焦位置Ｆ０よりも無限遠側のフォーカス位置Ｆ２に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ２に対応する曲線Ａの値ＶＡ２となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ２に対応する曲線Ｂの値ＶＢ２となる。この場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ２の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ２よりも小さくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ２の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ２よりも小さい場合には、フォーカスが合焦位置Ｆ０よりも無限遠側に設定されている状態、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。

これに対して、撮影レンズ６０のフォーカスがフォーカス位置Ｆ０、即ち、合焦位置に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ０に対応する曲線Ａの値ＶＡ０となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ０に対応する曲線Ｂの値ＶＢ０となる。この場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ０とｃｈＢの焦点評価値ＶＢ０は等しくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ０とｃｈＢの焦点評価値ＶＢ０とが等しい場合にはフォーカスが合焦位置Ｆ０に設定されている状態、すなわち、合焦状態であることが分かる。

このようにｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値によって、撮影レンズの現在のピント状態が映像用ＣＣＤ７０に対して前ピン、後ピン、合焦のいずれの状態であるかを検出することができる。

図１におけるＣＰＵ１０は、ＡＦ制御時において、上記のようにしてｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいて映像用ＣＣＤ７０に対する撮影レンズ６０のピント状態を逐次検出しながら、合焦状態となるようにフォーカスレンズＦＬを制御する。例えば、ピント状態が前ピンの場合にはフォーカスレンズＦＬを無限遠方向に移動させ、ピント状態が後ピンの場合にはフォーカスレンズＦＬを至近方向に移動させる。そして、ピント状態が合焦の場合には、フォーカスレンズＦＬを停止させる。これによって、撮影レンズのピント状態が合焦となる位置にフォーカスレンズＦＬが移動して停止する。このように光路長差を有する複数のＡＦ用ＣＣＤを用いて自動ピント調整を行うＡＦの方式を光路長差方式と称している。

尚、ＣＰＵ１０において、単にピント状態を検出するだけでなく、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値の差や比等からピントずれの程度も検出し、ＣＰＵ１０においてフォーカスレンズＦＬを移動させる際の速度（フォーカスの移動速度）に反映させることも可能である。また、全般的なフォーカスの移動速度は、例えばフォーカスデマンド１８に設けられた操作部材等によって調整可能である。

続いて、上記のようにＡＦ機能を搭載したレンズ装置１に対するパソコン８０を用いたＡＦに関する操作（ＡＦ制御に関するレンズ装置１での処理内容を設定、変更する操作）について説明する。図１に示すように上記レンズ装置１は、所定のコネクタにパソコン８０をケーブル等で接続するができるようになっており、そのパソコン８０での操作によってレンズ装置１の各種操作、制御を行うことができるようになっている。レンズ装置１のＣＰＵ１０とパソコン８０（パソコン８０のＣＰＵ）との間は、例えば、ＲＳ２３２Ｃインターフェース８２によってシリアル通信可能に接続される。パソコン８０では所定のソフトウェアのプログラムを実行することによって、パソコン８０のモニタ画面上にレンズ装置１の操作を行うためのレンズ操作画面が表示される。操作者は、キーボードやマウス等の入力装置を用いて、レンズ操作画面での各種操作を行うと、その操作に応じた制御を実行させるための指令信号（コマンド）が、パソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信され、その指令信号に従った制御をＣＰＵ１０が実行するようになっている。

図５は、パソコン８０のモニタ画面に表示されるレンズ操作画面１００を例示した図である。同図のレンズ操作画面１００は、主にＡＦに関する操作を行うためのものであり、画面左側半分にＡＦに関する操作を行うためのＡＦ用操作画面が表示され、画面右側半分に絞り、ズーム、フォーカス、エクステンダーの各々に関する操作を行うための操作画面が表示されるようになっている。尚、エクステンダーは、図１、２では省略したが、光路上に所定の変換レンズを挿脱することによって撮影倍率を所定倍（例えば２倍）に変換する光学系である。また、撮影倍率を約０．８倍にする変換レンズを光路上に挿脱することによって撮影映像の画面のアスペクト比を１６：９と４：３とで切り替える際の画角変化に対処するレシオコンバータとしての機能も備えている。レンズ装置１のＣＰＵ１０では、そのエクステンダーにおける変換レンズの光路上への挿脱に関する制御も行なっている。

図５のレンズ操作画面１００において、画面左上にはＡＦエリアの位置を操作するためのＡＦエリア操作部１０２が表示されている。外側の枠１０４は、撮影範囲（撮影映像の全画面範囲）に相当し、その枠１０４内の枠１０６はＡＦエリアの範囲に相当している。そのＡＦエリアの範囲を示す枠１０６の内側を例えばマウスでドラッグ操作すると、その操作に従って枠１０６の位置が枠１０４内で移動する。そして、その撮影範囲を示す枠１０４内での枠１０６の範囲（位置）に対応して撮影範囲内でのＡＦエリアの範囲を指示する指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信される。レンズ装置１のＣＰＵ１０は、指令信号によって指示された範囲が実際に設定されるＡＦエリアの範囲となるようにＡＦ回路３０のゲート回路３６にそのＡＦエリアの範囲（信号を抽出する範囲）を指示する。これによってＡＦエリアの位置がレンズ操作画面１００のＡＦエリア操作部１０２での操作にしたがって変更される。レンズ装置１において設定されているＡＦエリアの範囲は、カメラ本体５０のカメラ回路５２にも送信され、映像用ＣＣＤにより撮影されている映像が表示されるビューファインダ５４にそのＡＦエリアの範囲がその輪郭を示すＡＦ枠等によって表示されるようになっている。

また、ＡＦエリアの範囲は、撮影範囲の画面上に設定されたＸ−Ｙ座標値（横軸をＸ、縦軸をＹとする）によって表され、ＡＦエリア操作部１０２の下部には、ＡＦエリア操作部１０２によって指示されたＡＦエリアの範囲と、レンズ装置１において実際に設定されているＡＦエリアの範囲とが座標値Ｘ１、Ｙ１、Ｘ２、Ｙ２によって示されるようになっている。座標値（Ｘ１、Ｙ１）がＡＦエリアの範囲の左上隅のＸ−Ｙ座標値を示し、座標値（Ｘ２、Ｙ２）が右下隅のＸ−Ｙ座標値を示している。また、ＡＦエリア操作部１０２によって指示されているＡＦエリアの範囲のそれらの座標値が「Ctrl Data」と表示された項目に対応する位置に表示され、レンズ装置１において実際に設定されている現在のＡＦエリアの範囲を示すそれらの座標値が「Pos Data」と表示された項目に対応する位置に表示されている。レンズ装置１において実際に設定されている現在のＡＦエリアの範囲の情報は、逐次レンズ装置１からパソコン８０に送られるようになっている。

尚、ＡＦエリア操作部１０２においてもレンズ装置１において実際に設定されている現在のＡＦエリアの範囲を示す枠を、操作者が操作する枠１０６とは別に表示するようにしてもよい。また、レンズ装置１において実際に設定されている現在のＡＦエリアの範囲は、ＡＦエリア操作部１０２によって指示されたＡＦエリアの範囲と本来一致するため、これに関する情報を表示することは必ずしも必要ではない。

また、ＡＦエリアの大きさや形状（縦横比）は規定の値としてもよいが、ＡＦエリアの位置と同様にＡＦエリア操作部１０２での操作によって任意に変更できるようにしてもよい。例えば、枠１０６の枠部分をマウスでドラッグすると、その操作に応じて枠１０６の大きさや縦横比が変更され、それに応じて実際のＡＦエリアの大きさや縦横比も変更されるようにしてもよい。また、撮影範囲に相当する枠１０４内において、実際に撮影されている映像を表示させるようにすることもできる。例えば、図１におけるＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ（又は３２Ｂ）、又は、カメラ本体５０からパソコン８０に映像信号を伝送すれば、その映像信号によって現在撮影中の映像を枠１０４の範囲に表示させるようにすることができる。

また、枠１０４の上部のリセットボタン１０８をマウス等で押下操作（クリック操作）すると、ＡＦエリアの範囲（枠１０６）が規定の状態（撮影範囲の中央位置の所定の大きさ及び形状）にリセットされるようになっている。

また、ＡＦエリア操作部１０２の外側の枠１０４内の右下には、現在のピント状態が例えば“○”、“＋”、“−”の記号のうちいずれか１つの記号の表示によって示されるようになっている。パソコン８０には現在のピント状態がレンズ装置１のＣＰＵ１０から送信され、そのピント状態が合焦状態の場合には“○”、前ピン状態の場合には“＋”（又は“−”）、後ピン状態の場合には“−”（又は“＋”）の記号が表示されるようになっている。但し、ピント状態の表示方法はこれに限らない。

ＡＦエリア操作部１０２の下のＡＦオン／オフボタン１１０は、ＡＦ制御を有効（オン）と無効（オフ）とで切り替えるボタンである。ＡＦオン／オフボタン１１０をマウス等で押下操作（クリック操作）すると、押下操作するごとにＡＦのオン／オフを切り替える指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０は、その指令信号に従ってＡＦのオン／オフを切り替える処理を実行する。ＡＦオン／オフボタン１１０の上の表示部１１２には、ＡＦオン／オフボタン１１０による選択状態（「ＯＮ」と「ＯＦＦ」）が表示されるようになっている。

上記ＡＦオン／オフボタン１１０の下側に表示されたＡＦスピード調整用スクロールバー１１４は、ＡＦ制御時におけるフォーカス（フォーカスレンズＦＬ）の移動速度（ＡＦスピード）を調整するための操作部である。スクロールバー１１４のスライダ１１４Ａをマウス等でスライド操作（ドラッグ操作）し、スライダ１１４Ａをスクロールバー１１４の作業領域の所望の位置に移動させると、その位置に対応した速度をＡＦスピードとして指示する指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０は、その指令信号に従ってＡＦ制御時のフォーカス移動速度を設定する。ＡＦスピード調整用スクロールバー１１４の上の表示部１１６には、レンズ装置１において実際に設定され、レンズ装置１から取得したＡＦスピードの値が表示されるようなっている。

上記ＡＦエリア操作部１０２の左側下に表示されたＡＦコントロールボタン１１８は、上記ＡＦオン／オフボタン１１０によるＡＦのオン／オフ操作及びＡＦスピード調整スクルールバー１１４によるＡＦスピード調整操作に関してパソコン８０での操作を有効にするか、ローカルのコントローラでの操作を有効にするかを選択するボタンである。

ローカルのコントローラは、ＡＦに関する操作を行なうパソコン８０以外のコントローラ（主にカメラマンが直接操作するコントローラ）を示し、例えば、フォーカスデマンド１８にＡＦの操作を行なう操作部が設けられている場合にはフォーカスデマンド１８がローカルのコントローラに該当し、また、ＡＦの操作専用のコントローラがレンズ装置１に接続されている場合にはそのコントローラがローカルのコントローラに該当する。

ＡＦコントロールボタン１１８をマウス等で押下操作（クリック操作）すると、押下操作するごとにＡＦのオン／オフ操作及びＡＦスピード調整操作に関して操作が有効となる装置がパソコン８０とローカルのコントローラとで切り替えられるようになっている。ＡＦコントロールボタン１１８の下の表示部１２０にはＡＦコントロールボタン１１８の選択状態が表示され、「PC」と表示されているときには、パソコン８０での操作が有効となる選択状態を示し、「Local」と表示されているときには、ローカルのコントローラでの操作が有効となる選択状態を示している。そのＡＦコントロールボタン１１８の選択状態を示す指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信され、ＣＰＵ１０は、その指令信号に従ってＡＦをオン／オフする処理及びＡＦスピードを調整する処理をパソコン８０からの指示に従って行なうか、ローカルのコントローラに従って行なうかを判断する。

ＡＦコントロールボタン１１８の下に表示されているＡＦエリアコントロールボタン１２２は、上記ＡＦエリア操作部１０２でのＡＦエリアの操作に関してパソコン８０での操作を有効にするか、ローカルのコントローラでの操作を有効にするかを選択するボタンである。ＡＦエリアコントロールボタン１２２をマウス等で押下操作（クリック操作）すると、押下操作するごとにＡＦエリアの操作に関して有効となる装置がパソコン８０とローカルのコントローラとで切り替えられるようになっている。ＡＦエリアコントロールボタン１２２の下の表示部１２４にはＡＦエリアコントロールボタン１２２の選択状態が表示され、「PC」と表示されているときには、パソコン８０での操作が有効となる選択状態を示し、「Local」と表示されているときには、ローカルのコントローラでの操作が有効となる選択状態を示している。そのＡＦエリアコントロールボタン１２２の選択状態を示す指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信され、ＣＰＵ１０は、その指令信号に従ってＡＦエリアの範囲を設定する処理をパソコン８０からの指示に従って行なうか、ローカルのコントローラに従って行なうかを判断する。ＡＦエリアコントロールボタン１２２によってパソコン８０でのＡＦエリアの操作を有効にした場合、上記のようにＡＦエリア操作部１０２におけるＡＦエリアの位置等の操作が有効となる。

ここでＡＦに関する操作に関して、パソコン８０での操作と、ローカルのコントローラでの操作のいずれを有効にするかを切り替える処理手順を図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、パソコン８０においてＡＦエリアコントロールボタン１２２がオンか否かを判定する（ステップＳ１０）。ＹＥＳと判定した場合、レンズ装置１のＣＰＵ１０において、ＡＦエリアの範囲を設定、変更する処理がパソコン８０での操作に基づいてパソコン８０から送信される指令信号に従って行われる（ステップＳ１２）。一方、ＮＯと判定した場合には、ＡＦエリアの範囲を設定、変更する処理がローカルのコントローラでの操作に基づいてローカルのコントローラから送信される指令信号に従って行われる（ステップＳ１４）。

続いてパソコン８０においてＡＦコントロールボタン１１８がオンか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＹＥＳと判定した場合、レンズ装置１のＣＰＵ１０において、ＡＦをオン／オフする処理、及び、ＡＦスピードを調整する処理がパソコン８０での操作に基づいてパソコン８０から送信される指令信号に従って行われる（ステップＳ１８）。一方、ＮＯと判定した場合には、ＡＦをオン／オフする処理、及び、ＡＦスピードを調整する処理がローカルのコントローラでの操作に基づいてローカルのコントローラから送信される指令信号に従って行われる（ステップＳ２０）。

図５において、レンズ操作画面１００の画面右側には、絞り、ズーム、フォーカス、エクステンダーの各々に関する操作部（絞り操作部１４０、ズーム操作部１４２、フォーカス操作部１４４、エクステンダー操作部１４６）が上から順に表示されている。絞り操作部１４０、ズーム操作部１４２、フォーカス操作部１４４の各々に表示されているリモート／ローカル切替ボタン１５０、１５２、１５４は、絞り、ズーム、フォーカスの各々の操作（位置操作等）に関して、パソコン８０での操作を有効にするか、ローカルのコントローラでの操作を有効にするかを選択するボタンである。各ボタン１５０、１５２、１５４をマウス等で押下操作（クリック操作）すると、押下操作するとごとに絞り、ズーム、フォーカスの各々の操作に関して操作が有効となる装置がパソコン８０（リモート）とローカルのコントローラとで切り替えられるようになっている。各ボタン１５０、１５２、１５４の右横には各ボタン１５０、１５２、１５４の選択状態が表示され、「remote」と表示されているときには、パソコン８０での操作が有効となる選択状態を示し、「local」と表示されているときには、ローカルのコントローラでの操作が有効となる選択状態を示している。各ボタン１５０、１５２、１５４の選択状態を示す指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信され、ＣＰＵ１０はその指令信号に従って絞り、ズーム、フォーカスの制御に関する処理をパソコン８０からの指示に従って行なうか、ローカルのコントローラに従って行なうかを判断する。

また、絞り操作部１４０、ズーム操作部１４２、フォーカス操作部１４４の各々に表示されたスクロールバー１６０、１６２、１６４が絞り、ズーム、フォーカスの位置を調整する操作部である。上記ボタン１５０、１５２、１５４によって絞り、ズーム、フォーカスの各々の操作に関してパソコン８０での操作が有効となっている操作部１４０、１４２、１４４において、各スクロールバー１６０、１６２、１６４のスライダ１６０Ａ、１６２Ａ、１６４Ａをマウス等でスライド操作（ドラッグ操作）し、スライダ１６０Ａ、１６２Ａ、１６４Ａをスクロールバー１６０、１６２、１６４の作業領域の所望の位置に移動させると、各スライダ１６０Ａ、１６２Ａ、１６４Ａの位置に対応した位置へ絞り、ズーム、フォーカスの移動を指示する指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０では、パソコン８０からの指令信号に従って絞り、ズーム、フォーカスの各々の位置を制御する。

また、各スクロールバー１６０、１６２、１６４の下の表示部１６６、１６８、１７０には、レンズ装置１において実際に設定されている位置であってレンズ装置１から取得した絞り、ズーム、フォーカスの位置が指標棒の位置によって表示されている。また、各操作部１４０、１４２、１４４におり指示されている絞り、ズーム、フォーカスの各位置を示す値が表示部１７２、１７４、１７６に表示され、レンズ装置１において実際に設定されている絞り、ズーム、フォーカスの各位置を示す値が表示部１７８、１８０、１８２に表示されている。

絞り操作部１４０において、オート／リモート切替ボタン１９０は、絞りの制御を自動で行なうかリモートのコントローラ（パソコン８０）での操作に従って行なうかを選択するボタンであり、その選択状態を示す指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信され、ＣＰＵ１０において絞りの制御を自動で行なうかパソコン８０からの指令信号に従って行うかが判断される。また、オート／リモート切替ボタン１９０の右の表示部にはオート／リモート切替ボタン１９０の選択状態が表示されるようになっている。

エクステンダー操作部１４６において、４：３モード選択ボタン１９４は、撮影映像の画面のアスペクト比を標準の１６：９にする撮影モードに対して４：３にする撮影モードとした場合に適切な撮影倍率とするための変換レンズを光路上に挿入するか否かを選択するボタンであり、その右の表示部にはその選択状態が表示されるようになっている。オート／リモート切替ボタン１９０をマウス等で押下操作（クリック操作）すると、押下操作するごとに撮影モードが切り替える指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０は、その指令信号に従って撮影光学系の光路上に挿脱する変換レンズ（レシオコンバータ用の変換レンズ）を制御する。

また、エクスタンダー操作部１４６に表示されている変換レンズ選択用トルグボタン１９８は、撮影光学系の光路上に挿入する変換レンズの種類を選択するボタンである。その右側の表示部にはトルグボタン１９８によって選択されている変換レンズの種類が表示されている。操作者が、マウス等によってトルグボタン１９８の所望の変換レンズを種類を選択すると、その選択された変換レンズの光路上への挿入を指示する指令信号がパソコン８０からレンズ装置１のＣＰＵ１０に送信される。ＣＰＵ１０は、その選択された変換レンズを光路上に挿入する。

以上、上記実施の形態では、光路長差方式のＡＦを実行するＡＦ機能がレンズ装置１に搭載される場合について説明したが、本願発明は、レンズ装置１において他の方式のＡＦを実行するＡＦ機能が搭載されている場合であっても適用できる。例えば、カメラ本体で撮影されている映像の映像信号をカメラ本体からレンズ装置に取り込み、レンズ装置１においてその映像信号に基づいて一般的なコントラスト方式のＡＦを実行するような態様であっても本願発明を適用できる。

図１は、本発明が適用されるレンズ制御システムの構成を示したブロック図である。 図２は、光路長差方式のＡＦにおいて採用される撮影レンズの全体構成を示した図である。 図３は、映像用ＣＣＤとＡＦ用ＣＣＤを同一光路上に表した図である。 図４は、光路長差方式のＡＦにおけるピント状態検出の原理の説明に使用した説明図である。 図５は、パソコンのモニタ画面に表示されるレンズ操作画面を例示した図である。 図６は、パソコンでのＡＦに関する操作とローカルのコントローラでのＡＦに関する操作の切替えについての処理手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１０…ＣＰＵ、１８…フォーカスデマンド、２０…ズームデマンド、３０…ＡＦ回路、３２Ａ、３２Ｂ…ＡＦ用ＣＣＤ、５０…カメラ本体、６０…撮影レンズ、７０…映像用ＣＣＤ、８０…パソコン、１００…レンズ操作画面、１０２…ＡＦエリア操作部、１０４、１０６…枠、１０８…リセットボタン、１１０…ＡＦオン／オフボタン、１１４…ＡＦスピード調整用スクロールバー、１１８…ＡＦエリアコントロールボタン、１２２…ＡＦエリアコントロールボタン、ＦＬ…フォーカスレンズ、ＺＬ…ズームレンズ、Ｉ…絞り

Claims (3)

1. 撮影光学系のフォーカスを自動調整するオートフォーカスの制御を実行するＡＦ制御手段を備えたレンズ装置と、該レンズ装置に通信可能に接続されるコンピュータとを備えたレンズ制御システムにおいて、
   前記コンピュータにおいて、モニタ画面上に前記オートフォーカスの制御に関する操作を行うためのＡＦ操作画面を表示し、該ＡＦ操作画面上において実行された操作に基づいて該操作に応じた処理を前記ＡＦ制御手段に実行させるための指令信号を前記レンズ装置に送信することを特徴とするレンズ制御システム。
2. 前記ＡＦ操作画面は、撮影範囲のうち前記オートフォーカスによりピントを合わせる対象範囲を示すＡＦエリアの範囲を設定、変更するための操作、前記オートフォーカスのオン／オフを切り替える操作、前記オートフォーカスによるピント合わせ時におけるフォーカスの移動速度を設定、変更するための操作のうち、少なくとも１つの操作を行うための操作画面であることを特徴とする請求項１のレンズ制御システム。
3. 前記コンピュータにおいて、前記オートフォーカスの制御に関する操作以外に前記撮影光学系のフォーカス、ズーム、絞りのうち少なくも１つの制御に関する操作を行うための操作画面が表示されることを特徴とする請求項１又は２のレンズ制御システム。

Images