JP2010286530A - レンズ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エクステンダー機構の切替操作に起因する撮影画像の移動を防止する。
【解決手段】エクステンダー機構(38)の切替動作が行われているか否かを判定するとともに、前記エクステンダー機構(38)の切替動作が行われていると判定された場合には、防振機構をエクステンダー機構の切替動作時の補正モードに切り替える。
【選択図】図3
【解決手段】エクステンダー機構(38)の切替動作が行われているか否かを判定するとともに、前記エクステンダー機構(38)の切替動作が行われていると判定された場合には、防振機構をエクステンダー機構の切替動作時の補正モードに切り替える。
【選択図】図3
Description
本発明はレンズ装置に係り、特にエクステンダー機構と防振機構とを備えたレンズ装置に関する。
従来より、テレビカメラ等に使用されるレンズ装置において、撮影光軸上に変倍レンズ(エクステンダーレンズ)を挿脱することにより、焦点距離(撮影倍率)を例えば1倍から2倍又は2倍から1倍に切り替えられるようにしたエクステンダー機構と、振動によって生じる像ぶれを光学的に補正する防振機構とを備えたレンズ装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この種のレンズ装置では、一般に振動を検出する振れ検出センサ(例えばジャイロセンサ等)が設けられており、当該振れ検出センサの検出信号に基づいて、補正レンズ(以下、「防振レンズ」という。)を撮影光軸に直交する面内で前記振動を打ち消す方向に移動させることによって、前記像ぶれの補正が行われている。
しかしながら、従来のレンズ装置では、エクステンダー機構の切替操作(即ち、エクステンダーレンズの挿脱動作)が行われる際、特にエクステンダー機構の周辺部に振れ検出センサが配置されている場合、切り替えのときに生じる衝撃によって振れ検出センサの出力が不安定になり、逆に撮影画像が移動してしまうといった問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、エクステンダー機構と防振機構を備えたレンズ装置において、エクステンダー機構の切替操作に起因する撮影画像の移動を防止するレンズ装置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、本発明の第1の態様に係るレンズ装置は、撮影光軸上にエクステンダーレンズを挿脱することにより撮影倍率を所定倍率に切り替えるエクステンダー機構と、カメラに加わる振動によって生じる像ぶれを補正する防振レンズと前記振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出手段とを有する防振機構と、前記エクステンダー機構の切替動作を制御するエクステンダー制御手段と、前記振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて前記防振機構を制御する防振制御手段と、前記エクステンダー機構の切替動作が行われているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記エクステンダー機構の切替動作が行われていると判定された場合には、前記防振機構を前記エクステンダー機構の切替動作時の補正モードに切り替える切替手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、エクステンダー機構の切替動作に応じて防振機構の補正モードを切り替えるようにしたので、例えばエクステンダー機構の切替動作が行われている間は防振機構をオフ状態とすることができ、エクステンダーの切替動作に起因する撮影画像の移動を防止することができる。
本発明の第2の態様に係るレンズ装置は、前記第1の態様において、前記補正モードは、前記防振機構の補正能力を通常に比べて低減させたモードであることを特徴とする。
本発明の第3の態様に係るレンズ装置は、前記第2の態様において、前記補正モードは、前記防振機構をオフ状態にしたモードであることを特徴とする。
本発明の第4の態様に係るレンズ装置は、前記第1乃至第3のいずれかの態様において、前記切替手段は、前記判定手段により前記エクステンダー機構の切替動作が行われていないと判定された場合には、前記防振機構を前記補正モードに切り替える前の通常モードに戻すことを特徴とする。
本発明の第5の態様に係るレンズ装置は、前記第1乃至第4のいずれかの態様において、前記判定手段は、前記エクステンダー機構の切替動作が開始されてから一定時間経過した場合には、前記エクステンダー機構の切替動作が終了したものとみなすことを特徴とする。
本発明の第6の態様に係るレンズ装置は、前記第1乃至第4のいずれかの態様において、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレンズ装置において、前記判定手段は、前記振れ検出手段から出力される振れ信号が所定の時間一定レベル以下である場合には、前記エクステンダー機構の切替動作が終了したものとみなすことを特徴とする。
本発明の第7の態様に係るレンズ装置は、前記第1乃至第6のいずれかの態様において、前記防振機構は、前記レンズ装置に着脱自在に構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、エクステンダー機構の切替動作に応じて防振機構の補正モードを切り替えるようにしたので、例えばエクステンダー機構の切替動作が行われている間は防振機構の補正能力を通常に比べて低減させたモード(好ましくはオフ状態)とすることができ、エクステンダーの切替動作に起因する撮影画像の移動を防止することができる。
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について説明する。
図1は、本発明に係るレンズ装置が使用されたテレビカメラの一実施の形態を示した斜視図である。同図に示すテレビカメラ10は、レンズ装置12とカメラ本体14から主に構成される。このテレビカメラ10は、例えばペデスタルドリー上の雲台16に載置された状態で使用される。
雲台16にはパンチルト棒17A、17Bが延設されており、これらの先端には、それぞれズームレートデマンド18と、フォーカスポジションデマンド20が設置されている。ズームレートデマンド18は、サムリング18Aを有し、このサムリング18Aの回動量に対応したデータをケーブルを介してレンズ装置12に出力する。フォーカスポジションデマンド20は、フォーカスノブ20Aを有し、このフォーカスノブ20Aの回転量に対応したデータをケーブルを介してレンズ装置12に出力する。
カメラマンは、カメラ本体14のビューファインダ21に映る映像を見ながら、ズームレートデマンド18のサムリング18Aを親指で回動操作することによりズーム操作を行い、フォーカスポジションデマンド20のフォーカスノブ20Aを回動操作することでフォーカス操作を行う。
図2は、レンズ装置12の光学系を示した概略図である。同図に示すように、レンズ装置12は、撮影光軸Lの前方から順に、フォーカスレンズ(群)30、ズームレンズ(群)32、絞り34、防振レンズ36、エクステンダー機構38、及びマスターレンズ(群)40を備えている。なお、符号42は撮像素子(CCD)であり、レンズ装置12が取り付けられるカメラ本体14側に設けられている。
防振レンズ36は、撮影光軸に直交する面内で移動可能に構成されており、後述する防振制御回路60(図3参照)によって振動を打ち消す方向に駆動制御される。
エクステンダー機構38は、撮影倍率を1倍とするときに撮影光路上に挿入されるエクステンダーレンズ38Aと撮影倍率を2倍とするときに撮影光路上に挿入されるエクステンダーレンズ38Bとを備え、これらのエクステンダーレンズ38A、38Bは、レンズ装置12の本体ケーシング(不図示)に固定された軸44を中心として回動可能に支持される。このエクステンダー機構38は、後述する全体制御回路50(図3参照)による駆動制御によってエクステンダーレンズ38A、38Bを軸44の回りを回動させ、いずれか一方のレンズを撮影光軸L上に挿入し、他方を撮影光軸L上から退避させる。これにより、エクステンダー倍率(撮影光軸L上に挿入されているエクステンダーレンズの倍率)が1倍又は2倍に切り替えられ、撮影倍率(焦点距離)が1倍から2倍又は2倍から1倍に切り替えられる。
なお、他の光学系(フォーカスレンズ30、ズームレンズ32、絞り34、及びマスターレンズ40)の構成については周知であるため、ここでは説明を省略する。
図3は、レンズ装置12の要部構成を示したブロック図である。同図には、図2に示した光学系のうち、防振レンズ36及びエクステンダー機構38の制御に関連するブロックの構成が示されている。
図3に示すように、レンズ装置12には、各部の動作を統括制御する全体制御回路50が設けられている。この全体制御回路50は、CPU、ROM、RAM等を備えて構成されており、各種制御や機能はROM内に格納されるプログラムがCPU内に読み込まれることで実現される。そして、全体制御回路50は、図示せぬレンズ駆動回路及びアイリス駆動回路を制御して、フォーカスレンズ30、ズームレンズ32、及び絞り34の駆動制御を行う機能を備えるとともに、エクステンダー駆動回路(図3の駆動回路52)を制御して、エクステンダー機構38の駆動制御を行う機能を備える。
また、レンズ装置12は、エクステンダー機構38を動作させる駆動モータ54と、その駆動モータ54を駆動する駆動回路52と、撮影光軸L上に挿入されているエクステンダーレンズの種類を判別してエクステンダー倍率を示す判別信号を全体制御回路50に出力するエクステンダー判別装置56と、エクステンダー機構38の切替信号を全体制御回路50に出力するエクステンダー切替信号発生手段58とが設けられている。エクステンダー切替信号発生手段58は、ズームレートデマンド18等のコントローラに設けられていてもよいし、レンズ装置12又はカメラ本体14の操作部に設けられていてもよい。
全体制御回路50は、エクステンダー判別装置56から与えられる判別信号に基づいて現在撮影光軸L上に配置されているエクステンダーレンズの倍率を把握する機能を備えている。なお、前記判別信号に基づいてエクステンダー倍率を表示手段(不図示)に表示する機能を更に備えてもよい。
エクステンダー切替信号発生手段58から全体制御回路50に切替信号が与えられると、全体制御回路50は当該切替信号に基づいてエクステンダー機構38を動作させる制御信号を駆動回路52に出力する。そして、駆動回路52は全体制御回路50から与えられた制御信号に応じて駆動モータ54の駆動を行う。こうして、エクステンダー機構38の切替動作が行われ、所望のエクステンダーレンズが撮影光軸L上に配置される。
さらに、レンズ装置12には、防振レンズ36を動作させる駆動モータ64と、その駆動モータ64を駆動する駆動回路62と、防振レンズ36の移動位置を示す位置信号を防振制御回路60に出力する位置検出センサ66と、振動を検出する振れ検出センサ68と、防振レンズ36の制御に関する処理を実行する防振制御回路60と、防振機構の動作モード(オン/オフ状態)を示すモード切替信号を防振制御回路60に出力する防振モード切替信号発生手段70と、を備えている。
振れ検出センサ68は、例えばジャイロセンサ等の角速度センサであり、振動に応じた振れ信号を検出し、その振れ信号を防振制御回路60に出力する。本例では、エクステンダー機構38の周辺部に振れ検出センサ68が配置される。なお、本明細書において、「エクステンダー機構38の周辺部」とは、エクステンダー機構38の切替動作時に生じる衝撃が振れ検出センサ68の出力に影響を及ぼす範囲をいう。
防振制御回路60は、振れ検出センサ68から与えられる振れ信号に基づいて振動の向きと大きさ(振れ量)を算出し、その振動に起因する像ぶれを打ち消すための防振レンズ36の基準位置からの変位量(補正量)を算出する。
具体的には、防振制御回路60は、主として、ハイパスフィルタ回路(HPF)72、積分回路74、及びゲイン回路76を含んで構成される。この防振制御回路60では、例えば振れ検出センサ68としての角速度センサから角速度信号が入力されると、入力された角速度信号をA/D変換器(不図示)でデジタル信号に変換した後、HPF72で不要な低周波成分(主に直流ドリフト成分)を除去し、続いて積分回路74でHPF72を通過した角速度信号に積分処理を施して角度信号(位置信号)に変換し、さらに積分回路74で変換された角度信号をゲイン回路76で所定のゲインで増幅処理することによって、防振レンズの前記補正量が求められる。そして、このようにして求められる補正量を防振レンズ36の移動目標位置を示す制御信号としてD/A変換器(不図示)でアナログ信号に変換した後、駆動回路62に出力して駆動モータ64の駆動を行う。
このとき、防振制御回路60は、前記振れ信号に基づいて算出された防振レンズ36の補正量と、位置検出センサ66から与えられる位置信号(即ち、防振レンズ36の移動位置を示す信号)との比較を行い、その比較結果に応じた制御信号が駆動回路62に送出されるようにフィードバック制御を行う。こうして、防振レンズ36は所望の位置(補正位置)に移動され、振れ検出センサ68で検出された振動が防振レンズ36の移動で相殺されて像ぶれが抑制される。
また、防振制御回路60は、防振モード切替信号発生手段70から防振機構のオン/オフを示すモード切替信号が与えられると、そのモード切替信号に応じて防振レンズ36の状態を切り替える機能を備えている。即ち、防振モード切替信号発生手段70から防振制御回路60に対して、防振機構のオフ状態を示すモード切替信号が与えられた場合には防振レンズ36は固定状態にされる一方で、防振機構のオン状態を示すモード切替信号が与えられた場合には防振レンズ36は移動可能な状態(像ぶれを補正可能な状態)にされる。防振モード切替信号発生手段70は、エクステンダー切替信号発生手段58と同様に、ズームレートデマンド18等のコントローラに設けられていてもよいし、レンズ装置12又はカメラ本体14の操作部に設けられていてもよい。
ところで、このように構成されるレンズ装置12において、エクステンダー機構38の周辺部(特に近傍位置)に防振機構の振れ検出センサ68が配置されていると、エクステンダー機構38の切替動作が行われるときに生じる衝撃が振れ検出センサ68に加えられ、振れ検出センサ68の出力が不安定となり、逆に撮影画像が移動してしまうといった問題がある。
そこで本実施形態では、エクステンダー機構38の切替動作に起因する撮影画像の移動を防止するために、エクステンダー機構38の切替動作に応じて防振機構の補正モードを変更するようにする。
具体的には、全体制御回路50は、エクステンダー機構38の切替開始及び切替終了を示す信号(EXT切替開始信号、EXT切替終了信号)を防振制御回路60に出力する機能を備え、また、防振制御回路60は、全体制御回路50から与えられた信号に応じて防振機構のオン/オフ状態を切り替える機能を備えている。
そして、防振制御回路60は、全体制御回路50からEXT切替開始信号を受信した場合には防振機構をオフ状態とし、全体制御回路50からEXT切替終了信号を受信した場合(又はEXT切替開始信号を受信してから一定時間経過した場合、或いは振れ信号68から与えられる振れ信号が所定の時間一定レベル以下である場合)には防振機構をオン状態とする。なお、防振制御回路60は、本発明の「防振制御手段」、「判定手段」、及び「切替手段」に相当する。
このとき行われる防振機構の制御フローの一例を図4に示す。この制御フローは、防振制御回路60において一定周期毎に実行されるサブルーチンである。また、同図において、「EXTMOVE」はエクステンダー機構38の状態を示すフラグであり、「EXTMOVE」が0のときは停止中、1のときは切替中(移動中)を表している。また、「IS」は防振レンズ36の状態を示すフラグであり、「IS」がOFFのときは固定状態(オフ状態)、ONのときは移動可能な状態(オン状態)を表している。なお、「EXTMOVE」及び「IS」の両フラグは、防振制御回路60の記録手段(RAM等)に記憶される。
図4に示した制御フローでは、まず、エクステンダー機構38の動作状態の確認が行われ、具体的には「EXTMOVE」が0であるか否か判断される(ステップS10)。「EXTMOVE」が0である場合にはステップS12に進み、1である場合にはステップS18に進む。
ステップS10において「EXTMOVE」が0の場合(即ち、エクステンダー機構38が停止中の場合)には、防振レンズ36の状態確認が行われ、具体的には「IS」がONであるか否か判断される(ステップS12)。「IS」がONの場合にはステップS14に進み、OFFの場合には本制御フローを終了する。なお、「IS」がOFFの場合としては、例えば、防振モード切替信号発生手段70から防振制御回路60に与えられたモード切替信号に応じて防振機構がオフ状態とされている場合や、手動スイッチ(不図示)で防振機構が強制的にオフ状態とされている場合などが挙げられる。
ステップS12において「IS」がONの場合(即ち、防振レンズ36が移動可能な状態の場合)、エクステンダー機構38の切替動作が開始されたか否か判断される(ステップS14)。具体的には、エクステンダー機構38の切替開始を示す信号(EXT切替開始信号)を全体制御回路50から受信したか否か判断される。EXT切替開始信号を受信した場合にはステップS16に進み、受信していない場合には本制御フローを終了する。
ステップS14においてエクステンダー機構38の切替動作が開始された場合(即ち、EXT切替開始信号を受信した場合)、「EXTMOVE」を0から1に変更するとともに、「IS」をONからOFFに変更して、防振レンズ36を固定状態にする(即ち、防振機構をオン状態にする)。こうして、「EXTMOVE」及び「IS」の両フラグを変更した後、本制御フローを終了する。
一方、ステップS10において「EXTMOVE」が1の場合(即ち、エクステンダー機構38が切替中の場合)、エクステンダー機構38の切替動作が終了したか否か判断される(ステップS18)。具体的には、エクステンダー機構38の切替終了を示す信号(EXT切替終了信号)を全体制御回路50から受信したか、或いは、EXT切替開始信号を受信してから一定時間が経過したか否か判断される。EXT切替終了信号を受信した場合、又はEXT切替開始信号を受信してから一定時間が経過した場合にはステップS20に進み、EXT切替終了信号を受信せず、EXT切替開始信号を受信してから一定時間が経過していない場合には本制御フローを終了する。
なお、図4に示した制御フローでは、ステップS18の切替終了判断において、EXT切替終了信号を受信した場合(第1の条件)と、EXT切替開始信号を受信してから一定時間が経過した場合(第2の条件)とのいずれかの条件を満足する場合にエクステンダー機構38の切替動作が終了したものと判断しているが、これらの条件(或いはその一部)とともに、又はこれらの条件に代えて、振れ検出センサ68から与えられる振れ信号が所定の時間一定レベル以下である場合(第3の条件)には、エクステンダー機構38の切替動作に伴う振動がなくなったものとして当該切替動作が終了したものと判断するようにしてもよい。
ステップS18においてエクステンダー機構38の切替動作が終了したものと判断された場合(即ち、EXT切替終了信号を受信した場合、又はEXT切替開始信号を受信してから一定時間が経過した場合、或いは振れ信号が所定の時間一定レベル以下の場合)、「EXTMOVE」を1から0に変更するとともに、「IS」をOFFからONに変更して、防振レンズ36を移動可能な状態にする(即ち、防振機構をオン状態にする)。こうして、「EXTMOVE」及び「IS」の両フラグを変更した後、本制御フローを終了する。
このように本実施形態によれば、全体制御回路50から防振制御回路60に対してエクステンダー機構38の切替開始及び切替終了を示す信号(EXT切替開始信号、EXT切替終了信号)が送出され、防振制御回路60はこれらの信号に基づいて防振機構の補正モードを変更することができる。これにより、防振機構の振れ検出センサ68がエクステンダー機構38の周辺部(特に近傍位置)に配置される場合でも、エクステンダー機構38の切替動作が行われている間は防振機構をオフ状態にすることができる。よって、エクステンダー機構38の切替動作に起因する撮影画像の移動を防止することができる。
本実施形態では、より好ましい態様として、エクステンダー機構38の切替動作が行われている間は防振機構をオフ状態とする態様を示したが、本発明はこれに限らず、防振機構をオフ状態とする代わりに、防振機構の補正能力を通常(即ち、エクステンダー機構38の切替動作が行われていない場合)に比べて低減させるように制御してもよい。
防振機構の補正能力を低減させる方法としては、例えば、防振制御回路60に含まれるHPF72又は積分回路74のカットオフ周波数を上げることによって、低周波域のゲインを下げることができ、防振レンズを光軸中心から大きくずれにくくすることができる。また、他の方法として、ゲイン回路76のゲイン値を小さくするようにしてもよい。なお、ゲイン回路76のゲイン値を0としたときは、防振機構をオフ状態とした場合に相当する。これらの方法によれば、防振機構の補正能力を低減させることができ、エクステンダー機構38の切替動作に起因する撮影画像の移動を防止することができる。
なお、本実施形態では、全体制御回路50と防振制御回路60が別々に構成される態様を一例として示したが、本発明はこれに限らず、各制御回路に備えられる機能が1つの制御回路で実現されていてもよいのはもちろんである。
また、本実施形態では、エクステンダー機構38を電動で切り替える態様を一例として示したが、本発明はこれに限らず、手動で切り替える場合にも適用可能である。
さらに、本実施形態では、防振レンズ36を内蔵したレンズ装置12を一例として示したが、本発明はこれに限らず、着脱自在に構成された防振ユニット又は防振アダプタを備えたレンズ装置にも同様に適用することが可能である。
以上、本発明のレンズ装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
10…テレビカメラ、12…レンズ装置、14…カメラ本体、36…防振レンズ、38…エクステンダー機構、50…全体制御回路、52…駆動回路、54…駆動モータ、56…エクステンダー判別装置、58…エクステンダー切替信号発生手段、60…防振制御回路、62…駆動回路、64…駆動モータ、66…位置検出センサ、68…振れ検出センサ、70…防振モード切替信号発生手段
Claims (7)
- 撮影光軸上にエクステンダーレンズを挿脱することにより撮影倍率を所定倍率に切り替えるエクステンダー機構と、
カメラに加わる振動によって生じる像ぶれを補正する防振レンズと前記振動に応じた振れ信号を出力する振れ検出手段とを有する防振機構と、
前記エクステンダー機構の切替動作を制御するエクステンダー制御手段と、
前記振れ検出手段から出力される振れ信号に基づいて前記防振機構を制御する防振制御手段と、
前記エクステンダー機構の切替動作が行われているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記エクステンダー機構の切替動作が行われていると判定された場合には、前記防振機構を前記エクステンダー機構の切替動作時の補正モードに切り替える切替手段とを備えたことを特徴とするレンズ装置。 - 請求項1に記載のレンズ装置において、
前記補正モードは、前記防振機構の補正能力を通常に比べて低減させたモードであることを特徴とするレンズ装置。 - 請求項2に記載のレンズ装置において、
前記補正モードは、前記防振機構をオフ状態にしたモードであることを特徴とするレンズ装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレンズ装置において、
前記切替手段は、前記判定手段により前記エクステンダー機構の切替動作が行われていないと判定された場合には、前記防振機構を前記補正モードに切り替える前の通常モードに戻すことを特徴とするレンズ装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のレンズ装置において、
前記判定手段は、前記エクステンダー機構の切替動作が開始されてから一定時間経過した場合には、前記エクステンダー機構の切替動作が終了したものとみなすことを特徴とするレンズ装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のレンズ装置において、
前記判定手段は、前記振れ検出手段から出力される振れ信号が所定の時間一定レベル以下である場合には、前記エクステンダー機構の切替動作が終了したものとみなすことを特徴とするレンズ装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のレンズ装置において、
前記防振機構は、前記レンズ装置に着脱自在に構成されていることを特徴とするレンズ装置。
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CN106817530A (zh) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 陈宏强 | 一种防抖相机 |
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