JP4478438B2 - 光学装置およびカメラシステム - Google Patents
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Description
第1に、決まったズーム倍率に向かって、決まった一定速度でズームレンズを移動させながら撮影を行うという撮影手法がある。そしてこの手法に対しては、予め任意のズーム位置をプリセット位置として記憶しておくとともに、予め任意のズームレンズの駆動速度をプリセット速度として記憶しておき、撮影中にスイッチがオンされることによって、ズームレンズをプリセット位置にプリセット速度で移動させる機能が提案されている。本明細書では、この機能を「ポジションプリセットズーム制御」と称する。
第2に、決まったズーム方向に決まった一定の速度でズームレンズを移動させながら撮影を行うという撮影手法がある。そしてこの手法に対しては、予め任意のズームレンズの駆動方向をプリセット方向として記憶しておくとともに、予め任意のズームレンズの駆動速度をプリセット速度として記憶しておき、撮影中にスイッチがオンされることによって、ズームレンズをプリセット方向にプリセット速度で移動させる機能が提案されている。本明細書では、この機能を「スピードプリセットズーム制御」と称する。
図6において、1は撮影者によって操作されるズームコントロールスイッチであり、2は後述するズームレンズ光学系7を電動駆動するために、ズームコントロールスイッチ1の操作量に比例した駆動方向および駆動速度(駆動量や駆動位置であっても良い)を指示する指令信号を発生する指令信号発生手段である。
3はズームコントロールスイッチ1の操作量に対する後述するズームレンズ光学系7の駆動速度を可変するズーム速度可変ボリューム、4は指令信号を後述するA/D変換手段5に取り込むために信号レベル、シフト変換を行う指令信号演算手段、5は指令信号演算手段4から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段である。
6はプリセット機能の動作を司るCPU、6aはCPU6内に設けられ、プリセット位置、プリセット速度などを記憶可能な記憶手段であり、7はレンズ装置の変倍調整を行うズームレンズ光学系である。
10はズームレンズ光学系7の駆動をズームコントロールスイッチ1から行うか、CPU6から行うかを切り換える指令信号切り換え手段であり、11は後述するモータ12を駆動する電力増幅手段、12はズームレンズ光学系7を駆動するモータ、13はズームレンズ光学系7の駆動速度に応じた速度信号を出力する速度信号検出手段である。
14は速度信号を後述するA/D変換手段15に取り込むために信号レベル、シフト変換を行う速度信号演算手段であり、15は速度信号演算手段14から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段である。
18は位置信号演算手段17から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段であり、20はポジションプリセットズームのプリセット動作の開始、終了を指示するポジションプリセットズームスイッチである。
22はスピードプリセットズームのプリセット動作の開始、終了を指示するスピードプリセットズームスイッチであり、24は前記諸機能のプリセット位置やプリセット速度、そしてプリセット方向の記憶を指示するメモリスイッチである。 このような構成のレンズ装置又はレンズ駆動ユニットにおいては、プリセット位置を記憶するための前作業として、プリセット位置までズームレンズ光学系7をモータ駆動したり、プリセット速度を記憶するためにズームレンズ光学系7を予めモータ駆動する必要がある。
ここでは、まずズームコントロールスイッチ1からのズームレンズ光学系7の駆動制御について説明する。ズームコントロールスイッチ1が操作されると、その操作量に比例した駆動方向および駆動速度(駆動量や駆動位置であってもよい)を指示する指令信号が指令信号発生手段2から出力される。この指令信号は、ズームコントロールスイッチ1の操作量に対するズームレンズ光学系7の駆動速度を可変するズーム速度可変ボリューム3および指令信号切り換え手段10のA側を介して電力増幅手段11に入力され、電力増幅手段11によって所定レベルに増幅された後、モータ12に入力される。これによりモータ12が作動し、ズームレンズ光学系7が駆動される。
まず、プリセット位置の記憶設定手順について説明する。
プリセット位置を記憶する際に必要なズームレンズ光学系7の位置は、位置信号検出手段16からの出力が位置信号演算手段17およびA/D変換手段18を介してCPU6に入力されることにより検出可能である。
この記憶設定手順では、撮影者が予めプリセットしたい位置にズームレンズ光学系7を移動させておき、その後メモリスイッチ24をオンした状態で、ポジションプリセットズームスイッチ20をオフからオンにしたときのズームレンズ光学系7の位置(位置検出手段16を通じて検出された実位置)をプリセット位置としてCPU6が記憶する。
プリセット速度を記憶する際に必要なズームレンズ光学系7の実駆動速度は、速度検出手段13からの出力が、速度信号演算手段14およびA/D変換手段15を介してCPU6に入力されることにより検出可能である。
さらに、プリセット速度を記憶する際に必要なズームコントロールスイッチ1が操作されたか否かの判断は、ズームコントロールスイッチ1の操作量に比例した指令信号が指令信号発生手段2から出力され、ズーム速度可変ボリューム3、指令信号演算手段4、およびA/D変換回路5を介してCPU6に入力されることにより可能である。
この記憶設定手順では、撮影者がズームコントロールスイッチ1を操作し、予めプリセットしたい速度でズームレンズ光学系7を駆動した状態で、メモリスイッチ24をオフからオンにした時のズームレンズ光学系7の駆動速度(速度信号検出手段13を通じて検出したズームレンズ光学系7の実駆動速度)をプリセット速度としてCPU6が記憶する。
この記憶設定手順では、撮影者がズームコントロールスイッチ1を操作し、予めプリセットしたい速度でプリセットしたい方向にズームレンズ光学系7を駆動した状態で、メモリスイッチ24をオフからオンにした時のズームレンズ光学系7の駆動速度および方向(A/D変換手段15を通じて検出したズームレンズ光学系7の実駆動速度および実駆動方向)をそれぞれプリセット速度およびプリセット方向としてCPU6が記憶する。
まず、「ポジションプリセットズーム制御」の実行方法について説明する。
実際にプリセット機能を使用する際の、プリセット動作の説明を行う。
ポジションプリセットズームスイッチ20をオンされると、現在のズームレンズ光学系7の位置を、位置信号検出手段16からの出力が位置信号演算手段17およびA/D変換手段18を介してCPU6に入力されることにより検出し、記憶したプリセット位置と比較する。この位置が異なる場合、記憶したプリセット位置までズームレンズ光学系7の位置を移動させるべく、プリセット速度で駆動できるように演算されたCPU6からの指令信号が、D/A変換手段8、指令信号演算手段9、指令信号切り換え手段10のA側を介して電力増幅手段11に入力され、電力増幅手段11によって所定レベルに増幅された後、モータ12に入力される。これによりモータ12が作動し、ズームレンズ光学系7が駆動される。そして、ズームレンズ光学系7の位置がプリセット位置と同じになったとき停止する。
スピードプリセットズームスイッチ22をオンされると、記憶したプリセット速度及び、プリセット方向にズームレンズ光学系7を移動させるべく、演算されたCPU6からの指令信号が、D/A変換手段8、指令信号演算手段9、指令信号切り換え手段10のA側を介して電力増幅手段11に入力され、電力増幅手段11によって所定レベルに増幅された後、モータ12に入力される。これによりモータ12が作動し、ズームレンズ光学系7が駆動される。そして、ズームレンズ光学系7の位置が駆動方向の端まで移動し、停止する。
すなわち、本発明の光学装置は、プリセット情報を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されたプリセット情報を用いてプリセット機能の動作の制御を行うプリセット動作制御手段を備えた光学装置において、
オートフォーカスの動作を制御するフォーカス動作制御手段と、
前記プリセット動作制御手段によるプリセット機能の動作と前記フォーカス動作制御手段によるオートフォーカスの動作とを制御するプリセット、オートフォーカス制御手段と、
を有し、
前記プリセット、オートフォーカス制御手段は、前記プリセット機能の動作におけるズーム駆動方向が望遠側の場合には、前記プリセット機能の動作後にオートフォーカスを行い、前記プリセット機能の動作におけるズーム駆動方向が広角側の場合には、前記プリセット機能の動作前にオートフォーカスを行うことを特徴としている。
その際、前記フォーカス動作制御手段を、カメラ側から出力される映像信号を処理するための基準信号を生成する同期信号検出手段と、前記基準信号と前記映像信号とによってフォーカスが合うようにモータの駆動を制御するモータ制御信号を算出するオートフォーカス処理手段と、前記オートフォーカス処理手段によって算出された前記モータ制御信号によってモータを駆動するオートフォーカス駆動手段と、を有する構成とすることができる。
本発明においては、以上のようにプリセット動作とオートフォーカスを組み合わせた構成により、オートフォーカス動作を行うことで、プリセット動作における、被写体へのピント合わせのわずらわしさをなくし、撮影者がピントの合わせを行うことなく、任意の異なる2点間でのプリセット撮影が可能となる。
また、本発明の光学装置は、前記プリセット動作制御手段が、前記記憶手段にプリセット情報として記憶された光学要素に対する移動速度と駆動方向を用いて、該光学要素を該記憶された駆動方向に記憶された速度で移動するプリセット動作の制御を行うように構成することができる。
また、本発明のカメラシステムは、上記した光学装置と、該光学装置が装着されるカメラとを有することを特徴としている。
本発明の実施例1においては、上記した本発明のプリセット動作とオートフォーカス(AF)を組み合わせた構成を適用して、「ポジションプリセットズーム制御」時にオートフォーカスを行うものである。
図1に、本実施例のレンズ装置(光学装置)の構成を示す。
図1において、1は撮影者によって操作されるズームコントロールスイッチであり、2は後述するズームレンズ光学系7を電動駆動するために、ズームコントロールスイッチ1の操作量に比例した駆動方向および駆動速度(駆動量や駆動位置であっても良い)を指示する指令信号を発生する指令信号発生手段である。
3はズームコントロールスイッチ1の操作量に対する後述するズームレンズ光学系7の駆動速度を可変するズーム速度可変ボリューム、4は指令信号を後述するA/D変換手段5に取り込むために信号レベル、シフト変換を行う指令信号演算手段、5は指令信号演算手段4から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段である。
6はプリセット機能の動作を司るCPU、6aはCPU6内に設けられ、プリセット位置、プリセット速度などを記憶可能な記憶手段であり、7はレンズ装置の変倍調整を行うズームレンズ光学系である。
10はズームレンズ光学系7の駆動をズームコントロールスイッチ1から行うか、CPU6から行うかを切り換える指令信号切り換え手段であり、11は後述するモータ12を駆動する電力増幅手段、12はズームレンズ光学系7を駆動するモータ、13はズームレンズ光学系7の駆動速度に応じた速度信号を出力する速度信号検出手段である。
14は速度信号を後述するA/D変換手段15に取り込むために信号レベル、シフト変換を行う速度信号演算手段であり、15は速度信号演算手段14から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段である。
18は位置信号演算手段17から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換手段であり、19は「ポジションプリセットズーム動作」、「スピードプリセットズーム動作」が動作中か否かを視覚的に判断するためのプリセット動作表示手段である。
22はスピードプリセットズームのプリセット動作の開始、終了を指示するスピードプリセットズームスイッチであり、24は前記諸機能のプリセット位置やプリセット速度、そしてプリセット方向の記憶を指示するメモリスイッチである。28はオートフォーカスの動作の開始、停止を指示するオートフォーカススイッチであり、29は映像信号を出力するカメラである。
30はカメラから出力された映像信号から、水平同期信号及び、垂直同期信号を検出し、映像信号処理のための基準信号を生成する同期信号検出手段であり、また、31は同期信号検出手段30より出力された基準信号を用いて、カメラ29より出力された映像信号から、鮮鋭度評価値を抽出し、鮮鋭度評価値が最大となるようにモータ制御信号を生成するオートフォーカス処理手段である。
32はオートフォーカス処理手段31からのモータ制御信号を受け、モータ33を駆動するオートフォーカス制御手段であり、33はフォーカスレンズ光学系34を駆動するモータ、34は光軸方向に移動し、ピントを調整するフォーカスレンズ光学系である。
このプリセット動作時の制御は、CPU6から出力される指令信号が、D/A変換回手段8、指令信号演算手段9、指令信号切り換え手段10のB側および電力増幅手段11を介してモータ12に入力されることにより、ズームレンズ光学系7を、最高速度または、予め設定されたプリセット速度で、予め設定されたプリセット位置まで駆動する。その後、同期信号検出手段30、オートフォーカス処理手段31によりAF処理を行い、オートフォーカス制御手段32を介し、モータ33に制御信号が入力されることにより、フォーカスレンズ光学系34を駆動し、合焦させ終了する。
まず、撮影者がAFを駆動させたいかどうか確認するため、オートフォーカススイッチ28がONされたかどうか確認する(ステップ401)。
オートフォーカススイッチ28がONされていなければ、ステップ411へ進み、オートフォーカススイッチ28がONされていれば、ステップ402に進みAF処理を行う。
AF処理は、レンズを接続したカメラ29より出力された映像信号を元に、同期信号検出手段30にて、水平同期信号及び、垂直同期信号を検出し、映像信号処理のための基準信号を生成する。そして、オートフォーカス処理手段31が、映像信号処理のための基準信号を用いて、カメラ29より出力された映像信号から、鮮鋭度評価値を抽出し、鮮鋭度評価値が最大となるようにモータ制御信号を生成する。そして、ステップ403へ進み、AF駆動を行う。
ステップ405にてプリセット動作が行われている場合には、プリセット動作表示手段19をオフし(ステップ406)、プリセット動作を終了(中止)する(ステップ407)。したがって、この場合は、プリセット動作を途中で中断したことになる。そして、引き続きプリセット動作のズーム方向がテレ方向かどうか確認する(ステップ408)。ズーム方向がテレであれば、AF処理を行う(ステップ409)。そして、AF駆動に移り、フォーカスが合焦したら、AF駆動を終了する(ステップ410)。AF部分の動作の説明は前述したので割愛する。そして、オートフォーカススイッチ28がONされているか否かの判断(ステップ401)に戻る。ズーム方向がワイドの場合も、オートフォーカススイッチ28がONされているか否かの判断(ステップ401)に戻る。
ステップ412にてプリセット動作が行われていると判断された場合には、A/D変換手段15からズームレンズ光学系7の速度を取得し(ステップ413)、さらにA/D変換手段18からズームレンズ光学系7の位置を取得する(ステップ414)。
ここで、プリセット速度モードが選択されている場合には、ステップ413にて取得したズーム速度と、予めメモリ6aに記憶しておいたプリセット速度とが等しいか否か(例えば、ズーム速度がプリセット速度に対して所定の許容範囲内におさまっているか否か)を判断する(ステップ423)。
上記の諸処理が終了した後、ポジションプリセットズームスイッチ20がオフからオンに変化したか否かを判断し(ステップ427)、ポジションプリセットズームスイッチ20がオフからオンに変化していない場合には、オートフォーカススイッチ28がONされているか否かの判断(ステップ401)に戻る。
ズーム方向がワイドであれば、AF処理を行う(ステップ432)。そして、AF駆動に移り、フォーカスが合焦したら、AF駆動を終了する(ステップ433)。AF部分の動作の説明は前述したので割愛する。AF駆動が終了した場合、またプリセット動作のズーム方向がワイドでない場合はステップ434へ進む。ステップ434では、プリセットモード切り換え手段21により、プリセット速度モードが選択されているか否かを判断し、プリセット速度モードが選択されていない場合(最高速モード)には、駆動可能な最高速でプリセット動作を開始(ステップ435)、また、プリセット速度モードが選択されている場合には、プリセット速度でプリセット動作を開始する(ステップ436)。
本発明の実施例2においては、上記した本発明のプリセット動作とオートフォーカス(AF)を組み合わせた構成を適用して、「スピードプリセットズーム制御」時にオートフォーカスを行うものである。
図1に、本実施例のレンズ装置(光学装置)の構成を示す。各構成の説明は、実施例1で行っているので割愛する。
ズームコントロールスイッチ1からのズームレンズ光学系7の駆動制御についても、実施例1で、説明したので割愛する。
このプリセット動作時の制御は、CPU6から出力される指令信号が、D/A変換手段8、指令信号演算手段9、指令信号切り換え手段10のB側および電力増幅手段11を介してモータ12に入力されることにより、ズームレンズ光学系7を、最高速度または、予め設定されたプリセット速度で駆動する。その後、同期信号検出手段30によりAF処理を行い、オートフォーカス処理手段31、オートフォーカス制御手段32を介し、モータ33に制御信号が入力されることにより、フォーカスレンズ光学系34を駆動し、合焦させ終了する。
まず、撮影者がAFを駆動させたいかどうか確認するため、オートフォーカススイッチ28がONされたかどうか確認する(ステップ501)。オートフォーカススイッチ28がONされていなければ、ステップ511へ進み、オートフォーカススイッチ28がONされていれば、ステップ502に進みAF処理を行う。そしてAF駆動に移り、フォーカスが合焦したら、AF駆動を終了する(ステップ503)。AF部分の動作の説明は前述したので割愛する。
そしてステップ511に進む。ステップ511では、ズームコントロールスイッチ1が操作されているか否かを判断し、ズームコントロールスイッチ1が操作されている場合は、ズームレンズ光学系7の制御をズームコントロールスイッチ1から行うために、指令信号切り換え手段10をA側に切り換える(ステップ504)。
次に、プリセット動作が行われているか否かを判断し(ステップ505)、プリセット動作が行われていない場合には、再びオートフォーカススイッチ28がONされているか否かの判断(ステップ501)に戻る。
一方、ステップ511にてズームコントロールスイッチ1が操作されていない場合には、プリセット動作が行われているか否かを判断し(ステップ512)、プリセット動作が行われていない場合には、ステップ529に進む。
次に、ステップ514にて取得したズーム位置がこのレンズ装置における可動範囲端位置に達したか否かを判断し(ステップ515)、ズーム位置が可動範囲端に達した場合には、指令信号切り換え手段10をA側に切り換え(ステップ516)、プリセット動作表示手段19をオフして(ステップ517)、プリセット動作を終了する(ステップ518)。
ここで、プリセット速度モードが選択されている場合には、ステップ513にて取得したズーム速度と、前述した図4に示すフローによって、予めメモリ6aに記憶しておいたプリセット速度とが等しいか否か(例えば、ズーム速度がプリセット速度に対して所定の許容範囲内におさまっているか否か)を判断する(ステップ523)。逆にプリセット速度モードが選択されていない場合(最高速モード)は、ステップ529に進む。
そしてステップ529へ進む。なお、ステップ521にて、AF駆動が終了した場合、ステップ519にてズーム方向がワイドの場合にはそのまま、ステップ529に進む。
上記の諸処理が終了した後、スピードプリセットズームスイッチ22がオフからオンに変化したか否かを判断し(ステップ529)、スピードプリセットズームスイッチ22がオフからオンに変化していない場合には、オートフォーカススイッチ28がONされているか否かの判断(ステップ501)に戻る。
一方、ステップ530にてプリセット動作が行われていると判断された場合には、指令信号切り換え手段10をA側に切り換え(ステップ539)、プリセット動作表示手段19をオフし(ステップ540)、プリセット動作を終了する(ステップ541)。つぎに、プリセット動作のズーム方向がテレ方向かどうか確認する(ステップ542)。ズーム方向がテレであれば、AF処理を行う(ステップ543)。そしてAF駆動に移り、フォーカスが合焦したら、AF駆動を終了する(ステップ544)。AF部分の動作の説明は前述したので割愛する。そして、オートフォーカススイッチ28がONされているか否かの判断(ステップ501)に戻る。
2:指令信号発生手段
3:ズーム速度可変ボリューム
4:指令信号演算手段
5、15、18:A/D変換手段
6:CPU
6a:記憶手段
7:ズームレンズ光学系
8:D/A変換手段
9:指令信号演算手段
10:指令信号切り換え手段
11:電力増幅手段
12、33:モータ
13:速度信号検出手段
14:速度信号演算手段
16:位置信号検出手段
17:位置信号演算手段
19:プリセット動作表示手段
20:ポジションプリセットズームスイッチ
21:プリセットモード切り換え手段
22:スピードプリセットズームスイッチ
24:メモリスイッチ
28:オートフォーカススイッチ
29:カメラ
30:同期信号検出手段
31:オートフォーカス処理手段
32:オートフォーカス制御手段
34:フォーカスレンズ光学系
Claims (5)
- プリセット情報を記憶する記憶手段と、
該記憶手段に記憶されたプリセット情報を用いてプリセット機能の動作の制御を行うプリセット動作制御手段を備えた光学装置において、
オートフォーカスの動作を制御するフォーカス動作制御手段と、
前記プリセット動作制御手段によるプリセット機能の動作と前記フォーカス動作制御手段によるオートフォーカスの動作とを制御するプリセット、オートフォーカス制御手段と、
を有し、
前記プリセット、オートフォーカス制御手段は、前記プリセット機能の動作におけるズーム駆動方向が望遠側の場合には、前記プリセット機能の動作後にオートフォーカスを行い、前記プリセット機能の動作におけるズーム駆動方向が広角側の場合には、前記プリセット機能の動作前にオートフォーカスを行うことを特徴とする光学装置。 - 前記フォーカス動作制御手段が、カメラ側から出力される映像信号を処理するための基準信号を生成する同期信号検出手段と、
前記基準信号と前記映像信号とによってフォーカスが合うようにモータの駆動を制御するモータ制御信号を算出するオートフォーカス処理手段と、
前記オートフォーカス処理手段によって算出された前記モータ制御信号によってモータを駆動するオートフォーカス駆動手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の光学装置。 - 前記プリセット動作制御手段が、前記記憶手段にプリセット情報として記憶された光学要素に対する位置と移動速度を用いて、該光学要素を該記憶された速度で記憶された位置まで移動するプリセット動作の制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学装置。
- 前記プリセット動作制御手段が、前記記憶手段にプリセット情報として記憶された光学要素に対する移動速度と駆動方向を用いて、該光学要素を該記憶された駆動方向に記憶された速度で移動するプリセット動作の制御を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光学装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学装置と、該光学装置が装着されるカメラとを有することを特徴とするカメラシステム。
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