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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zoomlinsenanordnung von der
Art mit einer mechanischen Nockenscheibe.
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Zoomlinsen
sind mit einem Zoommechanismus versehen. Bei der Zoomlinse bleibt
der Abstand zum abzulichtenden Gegenstand während des Zoomvorgangs und
nach dem Zoomvorgang unverändert.
Eine Zoomlinsenanordnung vom mechanischen Nockenscheibentyp weist
zwei oder mehrere Linsengruppen auf, die mit einem Nockenzylinder verbunden
sind. Wenn die Zoomlinse zu zoomen ist, wird ein Nockenring gedreht,
so dass jede Linsengruppe ent lang eines Nockenschlitzes des Nockenzylinders
bewegt wird. Ein Fokussierungsring wird so gedreht, dass eine oder
mehrere Linsengruppen, die mit einem Körperrohr durch Schrauben oder
dergleichen verbunden ist, bewegt werden. Das Zoomen und das Fokussieren
wird durch unterschiedliche Linsengruppen in der Zoomlinsenanordnung
durchgeführt,
das Fokussieren erfolgt, wenn ein ortsfester Gegenstand fotografiert
wird, nicht während
des Zoomens.
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Die
vorgenannte Zoomlinsenanordnung von der Art mit einem Nockenring
besteht aus einer Anzahl von Komponenten. Wenn die Komponenten der Zoomlinsenanordnung
Fehler aufweisen, wird der Ort eines Nockenschlitzes relativ zu
der Linse geändert,
so dass die Linse während
des Zoomens aus dem Fokus kommt. Im Hinblick auf dieses Problem wurde
die Genauigkeit der Komponenten verbessert. Die Verbesserung der
Genauigkeit der Komponenten erhöht
jedoch die Produktionskosten und vermindert den Ertrag bei der Herstellung
dieser Komponenten.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zoomlinsenanordnung
von der Art mit einem mechanischen Nockenring zu schaffen, der kostengünstig ist
und der während
des Zoomens nicht aus dem Fokus kommt, wenn sich der Fokusfehler
aus Abweichungen in der Genauigkeit der Bauteile ergibt.
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Zoomlinsenanordnung von der Art
mit einem mechanischen Nocken, die eine Fokuslinse, einen Fokuslinsenantrieb,
der die Fokuslinse entlang der optischen Achse derart bewegt, dass
ein Gegenstand fokussiert wird, eine Zoomlinse, einen Zoomlinsenantrieb, der
die Zoomlinse über
einen vorgegebenen Nockenschlitz entlang der optischen Achse bewegt,
und eine Steuerung, die die Antriebe steuert, mit einem Bewegungspositionsdetektor,
der die Bewegungspositionen der Fokuslinse und der Zoomlinse, die von den
Antrieben bewegt werden, erkennt, einer Recheneinheit, die eine
Mehrzahl von Zoompositionen für
die Zoomlinse bestimmt, während
die Fokuslinse in einer bestimmten Fokussierungsposition ist, und aus
der ein Bewegungsbetrag von der vorgegebenen Fokussierungsposition
berechnet wird in dem Fall, dass die Fokuslinse fokussierend eingestellt
ist, während
die Zoomlinse in jeder der bestimmten Zoompositionen ist, wobei
der berechnete Bewegungsbetrag als Referenzkompensationswert dient,
einen Speicher zum Speichern der Referenzkompensationswerte, eine
Recheneinheit zum Berechnen von Fokuskompensationswerten, die einen
Fokuskompensationswert für
die Fokuslinse berechnet, während die
Zoomlinse in der Bewegungsposition ist, basierend auf den bestimmten
Zoompositionen, dem Referenzkompensationswert, der aus dem Speicher ausgelesen
ist, und der Bewegungsposition der Zoomlinse, und eine Fokussierungseinheit,
die die Fokuslinse basierend auf dem Fokussierungskompensationswert
fokussiert. Bei dieser Zoomlinsenanordnung setzt die Recheneinheit
für den
Bezugskompensationswert eine Mehrzahl von Zoompositionen für die Zoomlinse,
während
die Fokuslinse an einer vorgegebenen Fokussierungsposition angeordnet ist.
Die Recheneinheit für
den Bezugskompensationswert berechnet weiter einen Betrag einer
Bewegung von der vorgegebenen Fokussierungsposition und, während die
Fokussierungslinse eingestellt wird, um in Fokus zu sein, wenn die
Zoomlinse an jeder eingestellten Zoomposition angeordnet ist. Der berechnete
Bewegungsbetrag dient als ein Bezugskompensationswert, der in dem
Speicher gespeichert wird. Eine Recheneinheit für den Fokussierungskompensationswert
berechnet einen Fokussierungskompensationswert für die Fokuslinse, während die Zoomlinse
in der Bewegungsposition angeordnet ist, basierend auf den eingestellten
Zoompositionen, den Bezugskompensationswerten, die aus dem Speicher ausgelesen
werden und der Bewegungsposition der Zoomlinse. Die Fokuslinse wird
auf der Grundlage des berechneten Fokussierungskompensationswerts fokussiert,
so dass die Fokuslinse im Fokus ist. Da die Fokuslinse während des
Zoomens daran gehindert wird, aus dem Fokus zu kommen, muss die
Genauigkeit der Bauteile nicht mehr als nötig bei der Produktion erhöht werden.
Infolgedessen werden eine Zunahme der Produktionskosten und eine
Verringerung des Betrags bei der Herstellung der Bauteile vermieden,
entsprechend kann eine kostengünstige
Zoomlinsenanordnung erreicht werden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
die Zoomlinsenanordnung weiter eine Abschnittsberechnungseinheit,
die eine Berechnung zum Gewinnen eines Abschnitts, der durch die
zueinander benachbarten Zoompositionen begrenzt ist und der die
Bewegungsposition der Zoomlinse, die durch den Positionsdetektor
erkannt worden ist, beinhaltet, auf, die Berechnungseinheit liest
für den
Fokussierungskompensationswert jeden Referenzkompensationswert an
den benachbarten gesetzten Zoompositionen aus dem Speicher und führt eine
lineare Interpolation für
den Abschnitt zwischen den benachbarten Positionen, die die Bewegungsposition beinhaltet,
aus, und errechnet einen Fokussierungskompensationswert der Fokuslinse
auf der Grundlage der benachbarten gesetzten Zoompositionen, jedem
der Referenzkompensationswerte und der Bewegungsposition der Zoomlinse.
Infolgedessen sind die Software und die Hardware der Zoomlinsenanordnung
vereinfacht, da die Gleichung zum Berechnen des Fokussierungskompensationswerts
vereinfacht ist, so dass die Herstellungskosten reduziert werden
können.
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Bei
einer anderen Form weist die Fokuslinse ein Körperrohr und einen Fokussierungsring
mit einem ersten antreibenden Zahnrad auf, um synchron mit dem Körperrohr
bewegt zu werden, wobei der Antrieb der Fokuslinse einen ersten
Antriebsmotor, der das erste Zahnrad des Fokussierrings antreibt,
aufweist und ein erster Motortreiber den ersten Motor mit Leistung
versorgt, dass die Zoomlinse einen Zoomring mit einem ersten antreibenden
Zahnrad aufweist, und dass der Antrieb der Zoomlinse einen zweiten
Antriebsmotor, der das zweite Zahnrad des Zoomrings antreibt, aufweist
und ein zweiter Motortreiber den zweiten Motor mit Leistung versorgt,
wobei die Zoomlinsenanordnung weiter einen die Zoomlinse steuernden
Mikrocomputer aufweist, der mit einem Steuerprogramm versehen ist
und ein Antriebsleistungssignal für den ersten Treiber und den
zweiten Treiber basierend auf dem Steuerprogramm abgibt. Da die
Fokuslinse und die Zoomlinse von den jeweiligen Antriebsmotoren
angetrieben werden, kann die Antriebssteuerung vereinfacht werden
und eine kostengünstige
Zoomlinsenanordnung kann geschaffen werden.
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Bei
einer anderen Form weist der Bewegungspositionsdetektor Potentiometer,
die den Betrag der Drehung der Fokuslinse bzw. der Zoomlinse als
einen Spannungswert ermitteln, einen Analog/Digital-Wandler, der
die von den Potentiometern erfassten Spannungen in ein digitales
Signal wandeln, und einen Linsensteuerungsmikrocomputer, der mit
einem Steuerprogramm versehen ist und die Bewegungsposition sowohl
der Fokuslinse als auch der Zoomlinse basierend auf dem digitalen
Signal und dem Steuerprogramm erkennt, auf. Da das Potentiometer
dazu verwendet wird, um die Bewegungsposition sowohl der Fokuslinse
als auch der Zoomlinse zu erkennen, kann die Anordnung zum Erkennen
der Bewegungsposition vereinfacht werden und eine kostengünstige Zoomlinsenanordnung
vom mechanischen Nockenringtyp kann geschaffen werden.
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Die
Erfindung wird jetzt beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnungen
erläutert.
Dabei zeigt:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm, das ein vorgegebenes System in der
Zoomlinsenanordnung in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2 die
Führungsschlitze
und einen Nockenschlitz,
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3 ein
Flussdiagramm, das den Vorgang des Berechnens und des Speicherns
des Bezugskompensationswerts wiedergibt,
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4 eine
graphische Darstellung einer gewährten
Zoomposition und des Bezugskompensationswerts,
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5 ein
Flussdiagramm, das schematisch den Linsensteuervorgang wiedergibt,
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6 ein
Flussdiagramm, das den Zoomvorgang wiedergibt,
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7 ein
Flussdiagramm, das den Fokuspositionsrechenvorgang wiedergibt,
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8 eine
Graphik, die die Beziehung zwischen der Position zwischen der Fokuslinse
und eine Information über
den Abstand zu dem Gegenstand wiedergibt,
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9 eine
graphische Darstellung, die den Fall wiedergibt, wenn der Fokussierungskompensationswert
gewonnen wird durch die linare Interpolation auf den gewählten Abstand
zwischen den Zoompositionen und
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10 eine
schematische Darstellung, die durch Kombination der Fokussierungspositionen
der Fokuslinse gewonnen ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird jetzt unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen erläutert.
In 1 ist die Zoom-Linsenanordnung vom mechanischen
Nockenscheibentyp dargestellt, wie es in ein bestimmtes System integriert
ist. Die Zoom-Linsenanordnung 1 weist eine erste Linsengruppe 2,
die als Fokuslinse dient, eine zweite Linsengruppe 3, die
als Zoom-Linse dient, eine dritte feste Linsengruppe 4 und
eine fünfte
Linsengruppe 8, die Abweichungen des Brennpunktes, die
durch das Zoomen verursacht wird, korrigiert. Eine Bildaufnahmeeinrichtung,
etwa ein ladungsgekoppeltes Bauelement CCD, hat eine Lichtaufnahmefläche, auf
der ein Bild eines Gegenstandes abgebildet wird. Die erste Linsengruppe 2 wird entlang
der optischen Achse bewegt, wodurch das Ausmaß des Zoomens bestimmt wird.
Eine Blende 7 ist vor der dritten Linsengruppe 4 zum
Einstellen einer Iris vorgesehen.
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Ein
Linsenkörperrohr 11 ist
zum Stützen
der dritten Linsengruppe 4 vorgesehen. Das Linsenkörperrohr 11 hat
einen sich radial erstreckenden Führungsschlitz 12 und
zwei Führungsschlitze 13a und 13b,
die sich entlang der optischen Achse erstrecken, wie dies in 2 gezeigt
ist. Das Linsenkörperrohr 11 hat
ein distales Ende mit einem äußeren Umfang,
an dem ein Fokussierungslinsenkörper 14 mittels
Schrauben (nicht gezeigt) befestigt ist, um entlang der optischen
Achse beweglich zu sein. Ein Fokussierungsring 15 ist drehbar
derart an dem äußeren Umfang
des Linsenkörperrohrs 11 angebracht, dass
er in der Nähe
des Fokussierungslinsenkörperrohrs 14 angeordnet
ist. Das Fokussierungslinsenkörperrohr 14 ist
mit dem Fokussierungsring 15 über einen Stift 16 gekoppelt,
der an den Fokussierungsring 15 derart angebracht ist,
dass er mit dem Fokussierungsring 16 verbunden ist. Bei
einer Drehung des Fokussierungsrings 15 wird das Fokussierungslinsenkörperrohr 14 daher
entlang der optischen Achse bewegt, so dass auf einen Gegenstand
fokussiert werden kann. Der äußere Umfang
des Fokussierungsrings 15 ist mit einem Zahnrad 15a versehen. Ein
Linsenrahmen 24, der die vierte Linsengruppe 5 trägt, ist
an dem inneren Umfang des rückwärtigen Endes
des Linsenkörperrohrs 11 derart
angebracht, dass er entlang der optischen Achse beweglich ist. Der
Linsenrahmen 24 ist mit einem Paar von radial vorragenden
Führungsstiften 25 versehen.
Die Führungsstifte 25 sind
mit dem Führungsschlitz 13b des Linsenkörperrohrs 11 und
einem Nockenstift 23 eines Zoomrings 22 in Eingriff.
Bei einer Drehung des Zoomrings 22 wird auch der Nockenstift 23 gedreht, so
dass die Führungsstifte 25 von
dem Führungsschlitz 13b geführt werden,
wodurch die vierte Linsengruppe 5 entlang der optischen
Achse bewegt wird. Da das distale Ende des Zoomrings 22 mit
dem Führungsstift 18 in
Eingriff ist, wird der Nockenzylinder 17 weiter synchron
mit dem Zoomring 22 gedreht. Bei einer Drehung des Nockenzylinders 17 wird
auch die zweite Linsengruppe 13 entlang der optischen Achse
bewegt, so dass das Zoomen ausgeführt wird, da der Führungsstift 20 des
Linsenrahmens 19 in Eingriff mit dem Nockenschlitz 21 des
Nockenzylinders 17 und dem Führungsschlitz 13a des
Linsenkörperrohrs 11 ist.
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Die
Fokussierungs- und Zoomringe 15 und 22 sind mit
den Zahnrädern 15a und 22a versehen, die
mit (nicht gezeigten) Ritzeln der Antriebsmotoren 26 bzw. 27 kämmen. Ein
Mikrocomputer 28 zum Steuern der Linse liefert Steuersignale.
Basierend auf den Steuersignalen versorgen die Motortreiber 29 und 30 die
Antriebsmotoren 26 und 27 mit Antriebskraft, so
dass die Antriebsmotoren angetrieben werden. Der Mikrocomputer 28 zur
Linsensteuerung weist eine Recheneinheit (CPU) Speicher, verschiedene
Schnittstellen, wie eine Kombinationsschnittstelle (alle nicht gezeigt),
einen Analog-Digital-Wandler (A/D) 31, ein elektrisch löschbares,
programmierbaren Nur-Lesespeicher (EEPROM) 32 auf, der
ein nicht-flüchtiger
Speicher ist.
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Potentiometer 33 und 34 sind
vorgesehen, um dem Fokussierring 25 und dem Zoomring 22 zu entsprechen,
die jeweils von den Motoren 26 bzw. 27 gedreht
werden. Die Potentiometer 33 und 35 weisen jeweilige
Widerstände
auf. Jeder Widerstand hat zwei Enden, auf die eine konstante Spannung
gelegt wird. Die Spannung zwischen einem der Anschlüsse jeden
Widerstands und einem Schleifer wird an den A/D-Wandler 31 gelegt.
Der Betrag der Drehung des Fokusrings 15 und des Zoomrings 22 werden
in digitale Daten gewandelt, die in dem Speicher des Mikrocomputers 28 der
Linsensteuerung gespeichert werden. Statt der Potentiometer 33 und 34 können Drehwertgeber
verwendet werden. Die oben beschriebene Zoomlinsenanordnung 1 ist
bei Verwendung in ein bestimmtes System integriert. Wenn die Komponenten
der Linsen und eines Zoommechanismus oder dergleichen Fehler aufweisen,
die bei der Herstellung aufgetreten sind, kommen die Linsen in einer
Zoomposition während
des Zoomens aus der Fokussierung. Ein Bezugkompensationswert wird
verwendet, um eine Position der Fokussierungslinse zu berechnen,
bei der eine Fokussierung gegeben ist, wie dies weiter unten beschrieben
werden wird. Der Bezugkompensationswert ist für jedes Exemplar der Zoomlinsenanordnung 1 eigenartig.
Vor dem Einbau in ein System wird die Zoomlinsenanordnung 1 in
eine (nicht gezeigte) geeignete Leere eingebracht, so dass ein in
dem EEPROMM 32 zu speichernder Bezugkompensationswert berechnet
werden kann.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das den Vorgang des Berechnens des Bezugskompensationswerts
zeigt. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Kombination der
zweiten Linsengruppe 3 und der vierten Linsengruppe 5 als „Zoomlinsen" bezeichnet. Wenn
der Ablauf beginnt, wird die Fokuslinse 2 in eine Bezugsposition
F(a) bewegt im Schritt S10. Die Bezugsposition F(a) ist eine Position
der Fokuslinse 2, die auf der Grundlage eines Bezugssubjektabstands
berechnet wird, der in dem Vorgang des Berechnens und Speicherns
eines Bezugskompensationswerts bestimmt wird.
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In
dem Schritt S15 wird 0 (i = 0) durch eine Variable I ersetzt und
die Steuerabfolge schreitet zu dem Schritt S20 voran. In dem Schritt
S20 wird bestimmt, ob die gesetzte Anzahl von Bezugskompensationswertberechnungen,
n=i, erreicht ist. In diesem Fall ist die Position der Zoomlinse
auf Z(0) bis Z(6) eingestellt, das heißt, sieben Zoomlinsenpositionen werden
ein gestellt und n ist entsprechend = 6. Die Daten der Zoomlinsenpositionen
Z(0) bis Z(6) werden zuvor in dem Speicher des Mikrocomputers 28 zur
Linsensteuerung gespeichert. Wenn der Vorgang beginnt, ist i = 0
und n ≠ 1,
die Steuerabfolge schreitet so zu Schritt 25 voran, wo
die Zoomlinse in die Position Z = (i) bewegt wird. Bei Schritt S30
wird die Fokuslinse derart bewegt, dass die fokussierte Position gesucht
wird in dem Fall, in dem die Zoomlinse in der Position Z(i) angeordnet
ist, bis der Fokussierungszustand in dem nachfolgenden Schritt S35
bestätigt wird.
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Wenn
in dem Schritt S35 der Fokussierungszustand bestätigt ist, schreitet die Steuerabfolge
zu dem Schritt S40 wo die Daten der Position F(i) der Fokuslinse
in dem Speicher gespeichert wird. Wenn i = 0, stimmt die Position
F = 0 der Fokuslinse mit der Bezugsposition F(a) überein.
Die Variable i wird in dem Schritt S45 inkrementiert und die Steuerabfolge kehrt
zu dem Schritt S20 zurück,
um den Vorgang bis zu dem Schritt S45 zu wiederholen. Infolgedessen speichert
der Speicher Daten der Positionen F(0) bis F(7) in dem Fokussierungszustand
der Fokuslinse in dem Fall, in dem die Zoomlinse an den Positionen Z(0)
bis Z(6) ist.
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Wenn
in dem Schritt S20 festgestellt wird, dass n = 1 ist, schreitet
die Steuerabfolge zu Schritt S50 weiter, wo die Bezugskompensationswert Δ(i) gewonnen
wird aus Δ(i)
= F(i) – F(a)
in dem Fall, in dem die Zoomlinse an den Positionen Z(0) bis Z(6) angeordnet
ist. In dem Schritt S50 werden die Daten der Bezugskompensationswerte Δ(0) bis Δ(6) in das EEPROM 32 eingeschrieben.
Danach sind das Berechnen des Bezugskompensationswerts und des Speichervorgangs
abgeschlossen.
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Die
Zoomlinsenanordnung, für
die die Berechnung des Bezugskompensationswerts und der Speichervorgang
ausgeführt
worden ist, werden in das bestimmte System, etwa einem abgehängten visuellen
Präsentationsgerät, das beispielsweise
zur Präsentation
in großen
Hallen verwendet wird, eingegeben. In diesem Fall führt der
Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung verschiedene vorgegebene
Steuerprogramme aus, basierend auf Steuersignalen von einem Mikrocomputer 31 zur
Systemsteuerung. Der Mikrocomputer 35 zur Systemsteuerung
weist ein CPU, Speicher, verschiedene Schnittstellen, eine Bildaufnahmeeinheit,
eine Bilddarstel lungsschaltung und dergleichen auf. Bilddaten können von
der Bildaufnahmeeinrichtung 6 aufgenommen werden, um derart
verarbeitet zu werden, dass ein Bild auf einen Monitor 36 dargestellt
wird.
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Der
Mikrocomputer 35 zur Systemsteuerung wird über Betätigungsschalter 73 und 83 versorgt,
um eine normale oder umgekehrte Drehung des Fokusrings 15 bzw.
des Zoomrings 22 zu bewirken. Weiter wird ein Betätigungsbefehlssignal
von einem Iriseinstellungsschalter an den Mikrocomputer 35 zur
Systemsteuerung angelegt. Basierend auf jedem der genannten Eingangssignale
führt der
Mikrocomputer 35 zur Systemsteuerung ein vorgegangenes
Steuerprogramm aus, um verschiedene Signale wie etwa ein Zoombefehlssignal,
ein Fokussierungsbefehlssignal oder dergleichen zu liefern. Zusätzlich steuert
der Mikrocomputer 35 zur Systemsteuerung synthetisch das
System auf der Basis der vorgegebenen Steuerprogramme.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das schematisch den Linsensteuervorgang zeigt,
der von dem Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung ausgeführt wird.
Zunächst
wird eine Eingangseinstellung für
das RAM, verschiedene Ports und dergleichen des Mikrocomputers 28 zur
Linsensteuerung in dem Schritt S100 ausgeführt. Ein Kombinationsvorgang
mit dem Mikrocomputer 35 zur Systemsteuerung wird in dem Schritt
S105 ausgeführt.
Insbesondere empfängt
der Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung Operationsbefehle
für die
Iris, für
den Zoom und den Fokus von dem Computer 35 der Systemsteuerung
und überträgt Informationen über die
Iris, den Zoom und den Fokus der Linsen an den Mikrocomputer 35 der
Systemsteuerung.
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In
dem Schritt S110 liefert der Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung
ein Steuersignal an die die Iris antreibende Schaltung (nicht gezeigt)
auf der Basis eines Irisbetriebsbefehls. In dem Schritt 115 berechnet
der Mikrocomputer 28 für
die Linsensteuerung eine Zoom-Linsenposition
basierend auf dem Zoombefehl und dem Zoomsteuerprogramm, in dem er
das Zoomen ausführt.
In diesem Fall gewinnt der Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung
einen Fokuslinsenfokussierungskompensationswert, um Abweichungen
der fokalen Position aufgrund eines Fehlers in den Komponenten der
Zoomlinseneinrichtung 1, wie das im Folgenden beschrieben
werden wird, zu korrigieren. Der Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung
berech net die Position der Fokussierungslinse basierend auf dem
gewonnenen Kompensationswert, um die erste Linsengruppe 2,
die als die Fokussierungslinse dient, zu bewegen. Infolgedessen
berechnet in dem Schritt S120 der Mikrocomputer 28 zur
Linsensteuerung eine Fokussierungslinsenposition basierend auf dem
Fokussierungsbefehl und dem Fokussierungssteuerprogramm, indem er die
erste Linsengruppe 2 bewegt. Danach wiederholt der Mikrocomputer 28 zur
Linsensteuerung die Schritte S105 bis S120.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das den Zoomvorgang zeigt, der in dem genannten
Schritt S115 ausgeführt
wird. Bei dem Start dieses Vorgangs berechnet der Mikrocomputer 28 zur
Linsensteuerung die gegenwärtige
Zoomlinsenposition, die über
den A/D-Wandler 31 geliefert wird und eine Zielposition der
ersten Linsengruppe 2 als Fokuslinse auf der Grundlage
der gegenwärtigen
Bildabstandsinformation. Nachfolgend bestimmt der Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung
in dem Schritt S205, ob die gegenwärtige Zoomlinsenposition gleich
der Sollzoomlinsenposition ist, die von dem Mikrocomputer 28 der Systemsteuerung
angegeben wird.
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Wenn
festgestellt wird, dass die gegenwärtige Zoomlinsenposition nicht
mit der Sollzoomlinsenposition gleich ist, schreitet der Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung
zu dem Schritt S210 zum Bestimmen, ob von dem Mikrocomputer 35 der
Systemsteuerung ein Zoomendebefehl empfangen worden ist. Wenn kein
Zoomendebefehl empfangen worden ist, berechnet der Mikrocomputer 28 der
Linsensteuerung die Drehrichtung und die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 27,
der den Zoomring 22 antreibt, basierend auf der Abweichung
der jeweiligen Zoomlinsenposition von der Sollzoomlinsenposition.
Der Mikrocomputer 28 für
die Linsensteuerung liefert ein Steuersignal an den Motorbetreiber 30 und
schreitet zu dem Schritt S220 vor.
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Der
Mikrocomputer 28 der Linsensteuerung schreitet zu dem Schritt
S225 voran, um den Antriebsmotor 27 auszuschalten, wenn
in dem Schritt S205 bestimmt wird, dass die jeweilige Zoomlinsenposition
gleich ist der Sollzoomlinsenposition oder wenn in dem Schritt 210 bestimmt
wird, dass der Zoomendebefehl empfangen worden ist. Nachfolgend
bestimmt der Mikrocomputer 28 der Linsensteuerung, ob die
Fokuslinsensollposition, die in dem Schritt S200 berechnet worden
ist, der gemeldeten jeweiligen Fokuslinsenposition gleich ist. Wenn
in dem Schritt S200 bestimmt wird, dass die Fokuslinsensollposition
nicht der gemeldeten jeweiligen Fokuslinsenposition gleich ist,
schreitet der Mikrocomputer 28 der Linsensteuerung zu dem
Schritt S220 vor, um die Drehrichtung und die Geschwindigkeit des
Antriebsmotors 26, der den Fokusring 15 antreibt,
zu berechnen, basierend auf der Abweichung der jeweiligen Fokuslinsenposition
von der Fokuslinsensollposition. Der Mikrocomputer 28 für die Linsensteuerung
liefert ein Steuersignal an den Motortreiber 2. Wenn in
dem Schritt S230 bestimmt wird, dass die Fokuslinsensollposition
der anliegenden jeweiligen Fokuslinsenposition gleich ist, schreitet
der Mikrocomputer 28 für
die Linsensteuerung zu dem Schritt S235 voran, um den Antriebsmotor 26 abzuschalten. Nachfolgend
schreitet der Mikrocomputer 28 für die Linsensteuerung zu dem
Schritt S240 vor, um den Zoomabschlussvorgang auszuführen.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das den Vorgang der Berechnung der Fokusposition,
die in dem vorgenannten Schritt S200 des Zoomvorgangsausgeführt wird,
zeigt. Bei dem Beginn des Vorgangs berechnet der Mikrocomputer 28 für die Linsensteuerung
in dem Schritt S300 eine Fokuslinsenposition F(y) basierend auf
einer Information über
den jeweiligen Gegenstandsabschnitt L, wobei y = a bis n ist. Die
Fokuslinsenposition F(y) wird einheitlich gewonnen auf der Basis
der Gegenstandsabstandsinformation L(y) unabhängig von der Position der Zoomlinse, wie
in 8 gezeigt. Anschließend berechnet der Mikrocomputer 28 für die Linsensteuerung
bei dem Schritt S305, um einen Abschnitt zwischen zwei gesetzten
Zoompositionen Z(k-1) und Z(k) zu gewinnen, die zueinander benachbart
sind außerhalb
der gesetzten Zoomlinsenpositionen Z(0) bis Z(6), wobei k = 1 bis
6 ist, wobei die gegenwärtige
Zoomlinsenposition Z(x) innerhalb dieses Abschnitts ist. Bei dem Schritt
S310 liest der Mikrocomputer 28 für die Linsensteuerung entsprechende
Bezugskompensationswerte Δ(k-1)
und Δ(k)
aus den Werten Δ(i),
die der Mikrocomputer 28 aus dem EEPROM 32 in
dessen Speicher gelesen hat, in dem anfänglichen Einstellungsvorgang
bei dem Schritt S100, wie in 5 gezeigt.
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In
dem nachfolgenden Schritt S315 gewinnt der Mikrocomputer 28 der
Linsensteuerung einen Fokussierungskompensationswert Δ(x) mit Bezug
auf die Fokuslinsenposition F(y) aus den eingestellten Zoompositionen
Z(k-1) und Z(k), der Zoomlinsenposition Z(x) und Δ Bezugskompensationswerte
(k-1) und Δ(k),
in dem Fall, wo die Zoomlinse an der Zoomlinsenposition Z(x) positioniert
ist: α = (Z(k) – Z(x))/(Z(k) – Z(k-1)) (1) β = (Z(x) – Z(k-1))/(Z(k) – Z(k-1)) (2) Δ(x) = α × Δ(k-1) + β × Δ(k) (3)
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Wenn
die Zoomlinsenposition Z(x) wie in 9 gezeigt
ist, in dem Abschnitt zwischen den eingestellten Zoompositionen
Z(k-1) und Z(k) angeordnet ist, wird der Fokussierungskompensationswert Δ(x) bezüglich der
Fokuslinsenposition F(y) durch eine lineare Interpolation zwischen
den eingestellten Zoompositionen Z(k-1) und Z(k) gewonnen.
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In
dem nachfolgenden Schritt S320 wird die Fokussierungsposition F(y)
basierend auf der Fokuslinsenposition F(y) und der dem Fokussierungskompensationswert Δ(x) durch
die nachfolgende Gleichung gewonnen. F'(y)
= F(y) + Δ(x) (4)
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Der
Fokussierungskompensationswert Δ(x) zwischen
jedem Abschnitt zwischen den eingestellten Zoompositionen durch
die lineare Interpolation, wodurch ein Diagramm, wie in 10 gezeigt
ist, gewonnen wird durch Kombinieren der Fokussierungspositionen
F'(y) der Fokuslinse.
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In
der oben beschriebenen Zoomlinsenanordnung 1 werden die
Daten eines Betrags der Bewegung Δ(i)
= F(i) – F(a)
als Bezugskompensationswert berechnet und in dem EEPROM 32 gespeichert. Der
Bewegungsbetrag bezieht sich auf den von der Fokussierungsposition
in dem Fall, in dem die Fokuslinse fokussiert ist in einer Vielzahl
von Zoompositionen Z(i) gesetzt für die Zoomlinse, wenn die Fokuslinse
an der vorgegebenen Fokussierungsposition angeordnet ist. Basierend
auf jeder gesetzten Zoomposition Z(i) wird jeder Bezugskompensationswert
(i) und die Zoomlinsenbewegungsposition Z(x), der Fokussierungskompensationswert Δ(x) in der
Zoomlinsenbewegungsposition Z(x) berechnet. Die Fokuslinse wird
dann auf der Basis des gewonnenen Fokussierungskompensationswerts Δ(x) eingestellt.
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Infolgedessen
muss die Dimensionsgenauigkeit der Komponenten nicht mehr als erforderlich erhöht werden,
damit die Zoomlinse daran gehindert werden kann, während des
Zoomens aus dem Fokus zu kommen. Infolgedessen kann eine Erhöhung der Produktionskosten
verhindert und eine Reduktion des Ausschusses bei der Herstellung
der Komponenten erreicht werden. Da die Fokuslinse und die Zoomlinse
durch jeweilige Antriebsmotoren angetrieben werden, kann die Antriebssteuerung
vereinfacht werden. Da die Potentiometer vorgesehen sind, um die Bewegungspositionen
der Fokuslinse bzw. der Zoomlinse zu erkennen, kann die Anordnung
zur Erkennung der Bewegungsposition vereinfacht werden und entsprechend
kann eine kostengünstige
mechanische Zoomlinsenanordnung vom Nockenschaltertyp vorgesehen
sein.
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Der
Mikrocomputer 28 zur Linsensteuerung führt weiter die Berechnung zur
Gewinnung eines Abschnitts zwischen zwei eingestellten Positionen Z(k-1)
und Z(k), die zueinander benachbart sind, aus. Die Referenzkompensationswerte Δ(k-1) und Δ(k) sind
in dem Fall, in dem die Zoomlinse an den eingestellten Zoompositionen
Z(k-1) bzw. Z(k) angeordnet sind. Die lineare Interpolation wird
für den
Abschnitt zwischen den eingestellten Zoompositionen Z(k-1) und Z(k)
ausgeführt
basierend auf den eingestellten Zoompositionen Z(k-1) und Z(k),
den Bezugskompensationswerten Δ(k-1)
und Δ(k)
und der Zoomlinsenposition Z(k), wodurch der Fokussierungskompensationswert Δ(x) gewonnen
wird. Infolgedessen können
die Software und die Hardware vereinfacht werden, da die Gleichung
zum Gewinnen des Fokussierungskompensationswerts vereinfacht werden, die
Produktionskosten können
reduziert werden.
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Eine
Interpolation mittels einer Spline-Kurve oder eine anderen Funktion
statt der linearen Interpolation des Abschnitts zwischen den eingestellten Zoompositionen
Z(k-1) und Z(k) können
verwendet werden. Weiter kann die Interpolationsgenauigkeit durch
Einstellen eines Intervalls und der Anzahl der eingestellten Zoompositionen
verbessert werden. Weiter wird der Fokussierungskompensationswert Δ(x) der Fokuslinse
bei jedem Zoomvorgang berechnet. Die Fokussierungskompensationswerte
können jedoch
für jede
gegebene Position der Zoomlinse gewonnen werden und können stattdessen
in einer Tabelle in einem Speicher gespeichert werden. Infolgedessen
kann die Zoomgeschwindigkeit des Zoomens einschließlich des
Fokussierens der Fokuslinse verbessert werden.
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Bei
dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dient die erste
Linsengruppe 2 als Fokuslinse und die zweite und vierte
Linsengruppe 3 und 4 dienen als Fokuslinse. Die
dritte Linsengruppe 4 dient als feste Linse. Die erste
Linsengruppe kann jedoch als Fokuslinse, die zweite und die dritte
Linsengruppe 3 und 4 können als Zoomlinse dienen,
wobei stattdessen die vierte Linsengruppe 5 als feste Linsengruppe
dient. Die Erfindung kann bei jeder Anordnung für Zoomlinsen verwendet werden,
beispielsweise bei einer Anordnung, bei der die Fokuslinsen und
die Zoomlinsen unabhängig
voneinander sind.
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Die
vorangehende Beschreibung durch die Zeichnungen sind lediglich beispielhaft
für die
Grundlagen der vorliegenden Erfindung und sind nicht in einer beschränkten Art
und Weise zu verstehen. Verschiedene Änderungen und Abwandlungen
ergeben sich dem Fachmann. Derartige Änderungen und Abwandlungen
fallen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie er sich aus
den beiliegenden Ansprüchen
ergibt.