JP2004325801A - 光学システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コントロールユニット400に、指令信号生成手段401からの指令信号を第1のコネクタ101を介して出力させる第1の状態と、光学装置600における第2の制御手段103を選択するための切換え信号を第1のコネクタにおける指令信号が出力される端子404aと同一の端子から出力させる第2の状態との間で切換え操作が可能な出力切換え手段402,403を設ける。また、光学装置の制御切換え手段104,108には、指令信号の入力に応じて第1の制御手段109を選択し、切換え信号に応じて第2の制御手段を選択する機能を設ける。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動合焦制御(以下、AF制御という)およびマニュアル合焦制御(以下、MF制御という)を行うことが可能な、テレビカメラ、ビデオカメラ、テレビレンズ、ビデオレンズなどの光学装置を含む光学システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
民生用および一部の業務用の光学装置においては、AF制御機能を有するものがある。そして、AF制御には、撮影した映像信号中から、撮影光学系の焦点状態ら応じた被写体の鮮鋭度に関する信号(高周波成分)を抽出および評価して、撮影光学系の合焦制御を行うものがある。
【0003】
このAF制御の例について図8を用いて説明する。同図において、1600は撮影レンズ一体型のビデオカメラである。1102は後述するプロセス回路1202から出力された映像信号から鮮鋭度評価信号を生成する評価値生成回路であり、1103は評価値生成回路1102で生成される鮮鋭度評価値が最大になるようにモータ制御信号を生成するAF駆動制御回路である。
【0004】
1105はAF駆動制御回路1103からの制御により動作するモータであり、1106はモータ1105の駆動によって光軸方向に移動するフォーカスレンズである。
【0005】
1201はCCDであり、フォーカスレンズ1106を含む撮影光学系(その全体は図示していない)により形成された被写体像を光電変換する。プロセス回路1202は、CCD1201からの出力信号を加工して、NTSC方式やPAL方式等の所定のフォーマットに従った映像信号とする。1203はプロセス回路1202から出力された映像信号を、テープ、半導体メモリ等の記録媒体に記録する記録再生回路である。
【0006】
以上の構成において、撮影光学系(フォーカスレンズ1106)を通った光束はCCD1201の撮像面上に結像し、CCD1201で光電変換された後、サンプルホールドされてプロセス回路1202に入力される。プロセス回路1202では、入力信号を上記所定フォーマットの映像信号に加工し、評価値生成回路1102および記録再生回路1203に出力する。
【0007】
評価値生成回路1102は、入力された映像信号のフィルタ処理などにより、映像の高周波数成分に関係した鮮鋭度評価値信号を映像信号の垂直同期単位で生成し、鮮鋭度評価値信号をAF駆動制御回路1103に出力する。AF駆動制御回路1103では、モータ1105を駆動してフォーカスレンズ1106を微小量単位で移動させながら、評価値生成回路1102から順次入力される鮮鋭度評価値信号を垂直同期単位で比較し、鮮鋭度評価値が最大となる位置にフォーカスレンズ1106を移動させる。これにより、フォーカスレンズ1106が合焦位置に到達する。
【0008】
記録再生回路1203は、プロセス回路202から出力された映像信号を記録媒体に記録する。なお、記録再生回路1203は、記録媒体に記録されている映像の再生も行う。
【0009】
なお、このようなAF制御を行うカメラシステムは、特許文献1等に開示されている。
【0010】
また、監視その他の特殊用途の光学装置には、遠隔操作が可能なものがある。このような光学装置には、AF制御機能が搭載されていない場合も多く、この場合、リモートコントロールユニットに設けられたスイッチやボリュームなどを使用者が操作することによって、フォーカスを遠隔制御する構成となっている。
【0011】
この遠隔フォーカス操作が可能なシステムを図9を用いて説明する。同図において、図8中の構成要素と同じものは、図7と同符号を付して説明は省略する。
【0012】
1400はリモートコントロールユニットであり、カメラ1600から離れた場所から、撮影光学系のズームレンズ、アイリス(図示せず)およびフォーカスレンズ1106の駆動を指令する指令信号をカメラ1600に供給する。
【0013】
リモートコントロールユニット1400において、1401は不図示のスイッチ又はボリュームの操作に応じてMF指令信号を生成するMF指令信号生成回路、1404はリモコンケーブル1500が接続され、MF指令信号をカメラ600に出力するリモコン側コネクタである。
【0014】
カメラ1600において、1107はリモコンケーブル1500が接続されたカメラ側コネクタ、1109はリモートコントロールユニット1400からのマニュアルフォーカス(MF)指令信号に基づいてモータ1105を駆動するモータ制御信号を生成するMF駆動制御回路である。MF駆動制御回路1109からのモータ制御信号によってモータ1105が駆動することにより、フォーカスレンズが光軸方向に移動する。これにより、リモートコントロールユニット1400でのスイッチ等の操作に応じたMF制御を行うことができる。
【0015】
【特許文献1】
特開平9−65184号公報(図1等)
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような遠隔操作タイプのシステムにおいては、リモートコントロールユニットとカメラ間の電気インターフェイスが確立しており、コネクタのピン(端子)数は12ピンと定められている。そして、現状では、該12ピンに対して、既に、ズーム、アイリス、フォーカスの各指令信号や各制御モード信号(速度制御と位置制御の切換え等)、電源、グラウンドなどがアサインされており、空いているピンが存在しない。
【0017】
このため、上記遠隔システムに、図7にて説明したAF制御機能も搭載しようとする場合、リモートコントロールユニットからカメラに対して送る必要がある新たな信号としての、フォーカスレンズをAF制御にて駆動するのかリモートコントロールユニットからのMF制御にて駆動するのかを切り換えるための信号にピンをアサインすることができない。すなわち、リモートコントロールユニットからはAF制御とMF制御の選択ができないことになる。
【0018】
本発明は、リモートコントロールユニットおよび光学装置に新たなコネクタ端子を設けることなく、リモートコントロールユニットからの光学調節手段の自動制御とマニュアル制御の選択およびマニュアル遠隔制御が行えるようにした光学システムを提供することを目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明では、操作部材の操作に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段と、通信ケーブルが接続され、該通信ケーブルを介して指令信号を出力する第1のコネクタとを有するコントロールユニット、および、移動することにより光学的作用を行う光学調節部材、該光学調節部材を駆動する駆動手段、通信ケーブルが接続された第2のコネクタ、該第2のコネクタを介してコントロールユニットから入力された指令信号に基づいて駆動手段を制御する第1の制御手段、所定の情報に基づいて駆動手段を制御する第2の制御手段、第1および第2の制御手段のうち駆動手段の駆動を制御する制御手段を選択的に切り換える制御切換え手段とを備えた光学装置を有する光学システムにおいて、コントロールユニットに、指令信号生成手段からの指令信号を第1のコネクタを介して出力させる第1の状態と、第2の制御手段を選択するための切換え信号を第1のコネクタにおける指令信号が出力される端子と同一の端子から出力させる第2の状態との間で切換え操作が可能な出力切換え手段を設ける。また、光学装置の制御切換え手段には、指令信号の入力に応じて第1の制御手段を選択し、第2のコネクタにおける指令信号が入力される端子と同一の端子から入力された切換え信号に応じて第2の制御手段を選択する機能を設ける。
【0020】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
本発明の実施形態1である光学システムの構成を図1に示す。図1において、600は、撮影光学系110を内蔵するビデオカメラであり、400はリモートコントロールユニットである。リモートコントロールユニット400は、カメラ600から離れた場所から、撮影光学系110内のズームレンズ、アイリス(図示せず)およびフォーカスレンズ106の駆動を指令する指令信号をカメラ600に供給する。500はカメラ600とリモートコントロールユニット400を接続するリモコンケーブルである。
【0021】
リモートコントロールユニット400において、401はフォーカスレンズ106のMF制御を指令するMF指令信号を生成するMF指令信号生成回路である。このMF指令信号生成回路401は、ボリュームスイッチ(ダイヤル式でもシーソー式でもよい)401aの操作方向に対応した方向に、操作量に比例した速度でフォーカスレンズ106を移動させるMF指令信号を生成する。
【0022】
402はフォーカスレンズ106のAF制御を選択するためのAF切換え信号を出力するAF/MF切換え信号入力回路である。
【0023】
403は指令・切換え信号多重回路である。この指令・切換え信号多重回路403は、MF指令信号生成回路401からのMF指令信号とAF/MF切換え信号入力回路402からのAF切換え信号を、リモコン側コネクタ(第1のコネクタ)404に設けられた12個の端子(ピン)のうち所定の同一のピン404aに選択的に出力する。
【0024】
具体的には、指令・切換え信号多重回路403は、MF指令信号生成回路401に接続されたMF接点に接触する状態(MFポジション:請求の範囲にいう第1の状態)とAF/MF切換え信号入力回路402に接続されたAF接点に接触する位置(AFポジション:請求の範囲にいう第2の状態)との間で切り換え操作が可能で、ピン404aに接続されたスイッチ接片403aを有して構成されている。なお、スイッチ接片403aは、AFポジションおよびMFポジションに操作された後は、次に他方のポジションに操作されるまで現在のポジションに保持される、オルタネート型のスイッチを構成する。
【0025】
また、AF/MF切換え信号入力回路402および指令・切換え信号多重回路403により、請求の範囲にいう出力切換え手段が構成される。
【0026】
カメラ600において、102は後述するプロセス回路202から出力された映像信号から鮮鋭度評価値信号を生成する評価値生成回路(焦点情報生成手段)であり、103は評価値生成回路102で生成される鮮鋭度評価値が最大になるようにモータ制御信号を生成するAF駆動制御回路である。
【0027】
104はAF/MF切換え回路であり、後述するAF/MF切換え判定回路108により制御され、フォーカスレンズ106をAF駆動制御回路(第1の制御手段)103からの制御信号で駆動するのか、後述するMF駆動制御回路(第2の制御手段)109からの制御信号で駆動するのかを切り換える。なお、AF/MF切換え判定回路108およびAF/MF切換え回路104により、請求の範囲にいう制御切換え手段が構成される。
【0028】
105はモータであり、AF駆動制御回路103およびMF駆動制御回路109から出力されてAF/MF切換え回路104を介して入力された制御信号によって動作する。
【0029】
107はリモコンケーブル500が接続されたカメラ側コネクタ(第2のコネクタ)である。
【0030】
AF/MF切換え判定回路108は、カメラ側コネクタ107におけるリモートコントロールユニット400からのMF駆動制御回路109へのMF指令信号の入力端子であるピン107aに接続されている。このため、AF/MF切換え判定回路108には、MF指令信号とAF/MF切換え信号入力回路402からのAF切換え信号とが入力される。そして、AF/MF切換え判定回路108は、入力された信号がMF指令信号かAF切換え信号かを判定し、その判定結果に応じてAF/MF切換え回路104をMF制御側又はAF制御側に切り換える。
【0031】
具体的には、AF/MF切換え回路104は、MF駆動制御回路109に接続された接点Bに接触する状態とAF駆動制御回路103に接続された接点Aに接触する状態とに切り換えが可能な可動接片104aと、この可動接片104aを駆動する不図示の電磁マグネットから構成されている。そして、AF/MF切換え判定回路108は、AF切換え信号が入力されたと判定したときは、AF/MF切換え回路104の電磁マグネットに通電して接点A側への吸引力を発生させ、可動接片104aを接点A側にセットする。また、AF/MF切換え判定回路108は、MF指令信号が入力されたと判定したとき、AF/MF切換え回路104の電磁マグネットへの通電を行わず(又はそれまで通電していたときは通電を解除して)、バネ力によって可動接片104aを接点B側にセットする。
【0032】
MF駆動制御回路109は、リモートコントロールユニット400からのMF指令信号に基づいてモータ105を駆動する制御信号を生成する。
【0033】
201はCCD、CMOSセンサ等からなる撮像素子である。プロセス回路202は、撮像素子201からの出力信号を加工して、NTSC方式やPAL方式などの所定のフォーマットに従う映像信号を生成する。
【0034】
203はプロセス回路202から出力された映像信号を、テープ、半導体メモリ、光ディスク等の記録媒体に記録し、また記録した映像を再生する記録再生回路である。
【0035】
以上の構成において、撮影光学系110を通った光束は撮像素子201の撮像面上に結像し、撮像素子201で光電変換された後、サンプルホールドされてプロセス回路202に入力される。プロセス回路202では、入力信号を上記所定フォーマットの映像信号に加工し、評価値生成回路102および記録再生回路203に出力する。
【0036】
AF制御においては、評価値生成回路102は、入力された映像信号のフィルタ処理などにより、映像の高周波数成分に関係した鮮鋭度評価値信号を映像信号の垂直同期単位で生成し、鮮鋭度評価値信号をAF駆動制御回路103に出力する。AF駆動制御回路103では、モータ105を駆動してフォーカスレンズ106を微小量単位で移動させながら、評価値生成回路102から順次入力される鮮鋭度評価値信号を垂直同期単位で比較し、鮮鋭度評価値が最大となる位置、つまりは合焦位置にフォーカスレンズ106を移動させる。このようにして、フォーカスレンズ106のAF制御が行われる。
【0037】
さらに詳しく説明すると、AF駆動制御回路103は、フォーカスレンズ106を微小量移動させ、その状態における鮮鋭度評価値の変化により、合焦位置が現在のフォーカスレンズ106の位置に対して遠距離側であるか近距離側であるかの判定、すなわち駆動方向判定を行う。その後、駆動方向判定の結果に従い、鮮鋭度評価値のピーク値を検出するためにフォーカスレンズ106をある速度で移動させる。これを山登り判定と称す。ピーク値を越えた後、フォーカスレンズ106の移動方向を反転させ、微小量単位で移動させて鮮鋭度評価値が最大になるようにフォーカスレンズ106を導く。これを頂上判定と称す。こうしてフォーカスレンズのAF制御が終了する。
【0038】
なお、頂上判定後、鮮鋭度評価値を読み取りながら頂上判定終了直後の値と比較し、値が変動した際にAF制御を再起動する。
【0039】
次に、本システムにおけるAF/MF切換え判定回路108によるMFおよびAF制御の切換え動作について説明する。
【0040】
リモートコントロールユニット400の指令・切換え信号多重回路403がAFポジションに操作されると、AF/MF切換え信号入力回路402からのAF切換え信号が、リモコン側コネクタ404のピン404a、リモコンケーブル500およびカメラ側コネクタ107のピン107aを介してAF/MF切換え判定回路108に入力される。
【0041】
また、リモートコントロールユニット400の指令・切換え信号多重回路403がMFポジションに操作されると、MF指令信号生成回路401からのMF指令信号が、リモコン側コネクタ404のピン404a、リモコンケーブル500およびカメラ側コネクタ107のピン107aを介してAF/MF切換え判定回路108に入力される。
【0042】
ここで、MF指令信号生成回路401からのMF指令信号は、+2.5V(ボルト)から+7.5Vの電圧範囲の信号である。すなわち、フォーカスレンズ106を速度制御する場合、+5.0Vを停止指令信号として、+5.0Vから+7.5Vであるときにはフォーカスレンズ106が無限側に、+5.0Vから2.5Vであるときには至近側に駆動制御される。また、この際のフォーカスレンズ106(モータ105)の駆動速度は、MF指令信号の電圧が+5.0Vから離れるほど速くなり、+7.5Vおよび+2.5Vでそれぞれ駆動可能な速度のうちの最高速度となる。
【0043】
一方、AF/MF切換え信号入力回路402からのAF切換え信号は、MF指令信号の電圧範囲外である0Vに設定されている。
【0044】
AF/MF切換え判定回路108は、図2に示すフローチャートに従って動作する。まず、ステップ(図ではSと略す)10では、入力されたリモートコントロールユニット400からの出力信号の電圧レベルを検出する。
【0045】
次に、ステップ11では、検出した電圧レベルがMF指令信号の電圧範囲(+2.5V〜+7.5V)内であるか否かを判別する。MF指令信号の電圧範囲内であるときは、ステップ12に進み、AF/MF切換え回路104を接点B(MF制御)側に設定するよう電磁マグネットへの通電を行わない。これにより、リモートコントロールユニット400からのMF指令信号を受けたMF駆動制御回路109からの制御信号がモータ105に入力され、MF指令信号に応じたフォーカスレンズ106の方向および速度制御(MF制御)が行われる。
【0046】
一方、ステップ11において、検出した電圧レベルがMF指令信号の電圧範囲外であったとき(つまり、検出した電圧レベルがAF切換え信号の0Vであったとき)は、ステップ13に進み、AF/MF切換え回路104を接点A(AF制御)側に設定するよう電磁マグネットに通電する。これにより、AF駆動制御回路103からの制御信号がモータ105に入力され、前述したAF制御が行われる。
【0047】
なお、このフローチャートに示したプログラムは本システムの稼働中、繰り返し実行され、AF制御状態にて指令・切換え信号多重回路403がMFポジションに切換え操作されることにより、カメラ600はただちにMF制御状態に切り換わり、MF制御状態にて指令・切換え信号多重回路403がAFポジションに切換え操作されることにより、カメラ600はただちにAF制御状態に切り換わる。
【0048】
以上のように、本実施形態によれば、コネクタ404,107のうちリモートコントロールユニット400からカメラ600へのMF指令信号の送信用にアサインされたピン404a,107aを用いて、リモートコントロールユニット400からカメラ600におけるMF/AF制御の切換えを行うことができる。
【0049】
したがって、リモートコントロールユニットからのMF制御が可能であった従来のカメラにAF制御機能を搭載した場合において、電気インターフェイス(コネクタ)に空いている、すなわち他にアサインされていない端子(ピン)が存在しないときでも、リモートコントロールユニットからのMF/AF制御の切換えを行うことができ、光学システムの運用をより有意義なものにすることができる。
【0050】
(実施形態2)
上述した実施形態1では、撮影光学系110がカメラ600に内蔵されたレンズ一体型のカメラについて説明したが、本発明は、カメラに対し着脱可能な交換レンズユニット(光学装置)を有する光学システムにも適用することができる。
【0051】
図3には、本発明の実施形態2である光学システムの構成を示している。図3において、100は交換レンズユニットであり、200はビデオカメラである。300は交換レンズユニット100とカメラ200とに接続された、映像用同軸ケーブルである。
【0052】
なお、本実施形態において、実施形態1と同じ構成要素には実施形態1(図1)と同符号を付して説明に代える。また、本実施形態では、実施形態1にて説明したカメラ600内の構成要素のうち、撮像素子201、プロセス回路202および記録再生回路203がカメラ200側に、他の構成要素がレンズユニット100側に設けられている。リモートコントロールユニット400は、コネクタ404,107およびリモコンケーブル500を介してレンズユニット100に接続されている。
【0053】
レンズユニット100において、101は映像用同軸ケーブル300を介して映像信号が入力される映像入力端子である。また、カメラ200において、204はプロセス回路202および記録再生回路203から出力される映像信号のうち一方を選択して出力する映像切換え回路である。205は映像切換え回路204から出力された映像信号を、映像用同軸ケーブル300を介してレンズユニット100に出力する映像出力端子である。
【0054】
以上の構成において、レンズユニット100側の撮影光学系110を通った光束は、カメラ200側の撮像素子201の撮像面上に結像し、撮像素子201で光電変換された後、サンプルホールドされてプロセス回路202に入力される。プロセス回路202では、入力信号を上記所定フォーマットの映像信号に加工して、映像切換え回路204および記録再生回路203に出力する。
【0055】
録画動作時には、映像切換え回路204では、プロセス回路202からの映像信号を映像出力端子205に出力する。このとき記録再生回路203は、プロセス回路202からの映像信号を記録媒体に記録する。また、録画映像の再生時には、記録再生回路203は記録媒体に記録されている映像信号を再生し、その映像信号が安定して再生されたときに映像切換え回路204は記録再生回路203からの映像信号を映像出力端子205に出力する。
【0056】
そして、映像信号は、映像出力端子205から映像用同軸ケーブル300およびレンズユニット100の映像入力端子101を介して評価値生成回路102に入力される。
【0057】
評価値生成回路102は、入力された映像信号のフィルタ処理などにより、映像の高周波数成分に関係した鮮鋭度評価値信号を映像信号の垂直同期単位で生成し、鮮鋭度評価値信号をAF駆動制御回路103に出力する。AF駆動制御回路103では、モータ105を駆動してフォーカスレンズ106を微小量単位で移動させながら、評価値生成回路102から順次入力される鮮鋭度評価値信号を垂直同期単位で比較し、鮮鋭度評価値が最大となる位置、つまりは合焦位置にフォーカスレンズ106を移動させる。このようにして、フォーカスレンズ106のAF制御が行われる。
【0058】
本実施形態におけるAF/MF切換え判定回路108によるMFおよびAF制御の切換え動作は、実施形態1(図2)にて説明したのと同様である。
【0059】
本実施形態においても、コネクタ404,107のうちリモートコントロールユニット400からレンズユニット100へのMF指令信号の送信用にアサインされたピン404a,107aを用いて、リモートコントロールユニット400からレンズユニット100におけるMF/AF制御の切換えを行うことができる。
【0060】
したがって、リモートコントロールユニットからのMF制御が可能であった従来の交換レンズユニットにAF制御機能を搭載した場合において、電気インターフェイス(コネクタ)に空いている、すなわち他にアサインされていない端子(ピン)が存在しないときでも、リモートコントロールユニットからのMF/AF制御の切換えを行うことができ、光学システムの運用をより有意義なものにすることができる。
【0061】
なお、以上の実施形態1,2において説明したMF指令信号の電圧範囲およびAF切換え信号の電圧値は例に過ぎず、他の電圧範囲又は電圧値であってもよい。
【0062】
また、実施形態1,2においては、指令・切換え信号多重回路403を直接切り換え操作する場合について説明したが、AF/MF切換え信号入力回路402に操作スイッチを設け、該操作スイッチの切り換えに応じて指令・切換え信号多重回路403のスイッチ接片403aが電磁マグネット等の作用により切り換わるようにしてもよい。
【0063】
さらに、実施形態1,2においては、フォーカスレンズの自動制御とマニュアル制御とを行う場合について説明したが、ズームレンズやアイリス等、他の光学調節部材の自動制御とマニュアル制御を行う場合にも本発明を適用することができる。
【0064】
(実施形態3)
図4には、本発明の実施形態3である光学システムの構成を示す。図4において、600は、撮影光学系110を内蔵するビデオカメラであり、400はリモートコントロールユニットである。リモートコントロールユニット400は、カメラ600から離れた場所から、撮影光学系110内のズームレンズ、アイリス(図示せず)およびフォーカスレンズ106の駆動を指令する指令信号をカメラ600に供給する。500はカメラ600とリモートコントロールユニット400を接続するリモコンケーブルである。
【0065】
リモートコントロールユニット400において、401はフォーカスレンズ106のMF制御を指令するMF指令信号を生成するMF指令信号生成回路である。このMF指令信号生成回路401は、ボリュームスイッチ(ダイヤル式でもシーソー式でもよい)401aの操作方向に対応した方向に、操作量に比例した速度でフォーカスレンズ106を移動させるMF指令信号を生成する。
【0066】
402はフォーカスレンズ106のAF制御を選択するためのAF切換え信号を出力するAF/MF切換え信号入力回路である。
【0067】
405は指令・切換え信号多重回路(出力切換え手段)である。この指令・切換え信号多重回路405は、MF指令信号生成回路401からのMF指令信号と、グランド接点からのAF/MF切換え信号を、リモコン側コネクタ(第1のコネクタ)404に設けられた12個の端子(ピン)のうち所定の同一のピン404aに選択的に出力する。
【0068】
具体的には、指令・切換え信号多重回路405は、MF指令信号生成回路401に接続されたMF接点に接触する状態(MFポジション:請求の範囲にいう第1の状態)とグランド接点(切換え接点)に接触する位置(切換えポジション:請求の範囲にいう第2の状態)との間で切り換え操作が可能で、リモコン側コネクタ404のピン404aに接続されたスイッチ接片405aを有して構成されている。なお、スイッチ接片405aは、MFポジションから切換えポジションへの操作のみが可能であり、該操作が解除されるとバネ力によってMFポジションに復帰する、モメンタリ型のスイッチを構成する。
【0069】
カメラ600において、102は後述するプロセス回路202から出力された映像信号から鮮鋭度評価値信号を生成する評価値生成回路(焦点情報生成手段)であり、103は評価値生成回路102で生成される鮮鋭度評価値が最大になるようにモータ制御信号を生成するAF駆動制御回路である。
【0070】
104はAF/MF切換え回路であり、後述するAF/MF切換え判定回路118により制御され、フォーカスレンズ106をAF駆動制御回路(第1の制御手段)103からの制御信号で駆動するのか、後述するMF駆動制御回路(第2の制御手段)109からの制御信号で駆動するのかを切り換える。なお、AF/MF切換え判定回路118およびAF/MF切換え回路104により、請求の範囲にいう制御切換え手段が構成される。
【0071】
105はモータであり、AF駆動制御回路103およびMF駆動制御回路109から出力されてAF/MF切換え回路104を介して入力された制御信号によって動作する。
【0072】
107はリモコンケーブル500が接続されたカメラ側コネクタ(第2のコネクタ)である。
【0073】
AF/MF切換え判定回路118は、カメラ側コネクタ107におけるリモートコントロールユニット400からのMF駆動制御回路109へのMF指令信号の入力端子であるピン107aに接続されている。このため、AF/MF切換え判定回路118には、リモートコントロールユニット400からのMF指令信号と切換え信号とが入力される。そして、AF/MF切換え判定回路118は、入力された信号が切換え信号(0V信号)であったときに、AF/MF切換え回路104をMF制御側とAF制御側とに交互に切り換える。
【0074】
AF/MF切換え回路104は、MF駆動制御回路109に接続された接点Bに接触する状態とAF駆動制御回路103に接続された接点Aに接触する状態とに切り換えが可能な可動接片104aと、この可動接片104aを駆動する不図示の電磁マグネットから構成されている。そして、AF/MF切換え判定回路118は、AF/MF切換え回路104をAF制御側に切り換えるときは、AF/MF切換え回路104の電磁マグネットに通電して接点A側への吸引力を発生させ、可動接片104aを接点A側にセットする。また、AF/MF切換え回路104をMF制御側に切り換えるときは、AF/MF切換え回路104の電磁マグネットへの通電を行わず(又はそれまで通電していたときは通電を解除して)、バネ力によって可動接片104aを接点B側にセットする。
【0075】
MF駆動制御回路109は、リモートコントロールユニット400からのMF指令信号に基づいてモータ105を駆動する制御信号を生成する。
【0076】
201はCCD、CMOSセンサ等からなる撮像素子である。プロセス回路202は、撮像素子201からの出力信号を加工して、NTSC方式やPAL方式などの所定のフォーマットに従う映像信号を生成する。
【0077】
203はプロセス回路202から出力された映像信号を、テープ、半導体メモリ、光ディスク等の記録媒体に記録し、また記録した映像を再生する記録再生回路である。
【0078】
以上の構成において、撮影光学系110を通った光束は撮像素子201の撮像面上に結像し、撮像素子201で光電変換された後、サンプルホールドされてプロセス回路202に入力される。プロセス回路202では、入力信号を上記所定フォーマットの映像信号に加工し、評価値生成回路102および記録再生回路203に出力する。
【0079】
AF制御においては、評価値生成回路102は、入力された映像信号のフィルタ処理などにより、映像の高周波数成分に関係した鮮鋭度評価値信号を映像信号の垂直同期単位で生成し、鮮鋭度評価値信号をAF駆動制御回路103に出力する。AF駆動制御回路103では、モータ105を駆動してフォーカスレンズ106を微小量単位で移動させながら、評価値生成回路102から順次入力される鮮鋭度評価値信号を垂直同期単位で比較し、鮮鋭度評価値が最大となる位置、つまりは合焦位置にフォーカスレンズ106を移動させる。このようにして、フォーカスレンズ106のAF制御が行われる。
【0080】
さらに詳しく説明すると、AF駆動制御回路103は、フォーカスレンズ106を微小量移動させ、その状態における鮮鋭度評価値の変化により、合焦位置が現在のフォーカスレンズ106の位置に対して遠距離側であるか近距離側であるかの判定、すなわち駆動方向判定を行う。その後、駆動方向判定の結果に従い、鮮鋭度評価値のピーク値を検出するためにフォーカスレンズ106をある速度で移動させる。これを山登り判定と称す。ピーク値を越えた後、フォーカスレンズ106の移動方向を反転させ、微小量単位で移動させて鮮鋭度評価値が最大になるようにフォーカスレンズ106を導く。これを頂上判定と称す。こうしてフォーカスレンズのAF制御が終了する。
【0081】
なお、頂上判定後、鮮鋭度評価値を読み取りながら頂上判定終了直後の値と比較し、値が変動した際にAF制御を再起動する。
【0082】
本実施形態において、MF指令信号生成回路401からMFポジションに設定された指令・切換え信号多重回路405を介して出力されるMF指令信号の電圧範囲は、実施形態1と同様に、+2.5Vから+7.5Vである。すなわち、フォーカスレンズ106を速度制御する場合、+5.0Vを停止指令信号として、+5.0Vから+7.5Vであるときにはフォーカスレンズ106が無限側に、+5.0Vから2.5Vであるときには至近側に駆動制御される。また、この際のフォーカスレンズ106(モータ105)の駆動速度は、MF指令信号の電圧が+5.0Vから離れるほど速くなり、+7.5Vおよび+2.5Vでそれぞれ駆動可能な速度のうちの最高速度となる。
【0083】
一方、切換えポジションに設定された指令・切換え信号多重回路405から出力される切換え信号は、MF指令信号の電圧範囲外である0Vである。
【0084】
本実施形態におけるAF/MF切換え判定回路118によるMFおよびAF制御の切換え動作について、図5のフローチャートを用いて説明する。
【0085】
図5において、まずステップ20では、初期設定としてAFモードであるか否かを示すAFフラグを0(AF OFFモード)にセットする。次に、ステップ21では、入力されたリモートコントロールユニット400からの出力信号の電圧レベルを検出する。
【0086】
次に、ステップ22では、検出した電圧レベルが0Vか否かを判定する。0Vでないときは、ステップ23に進み、検出した電圧レベルが5Vか否かを判定する。ここでは、MF指令信号生成回路401のボリュームスイッチ401aが操作されたか否かを判定するものである。なお、ここでは5Vか否かを判定すると表現しているが、実際には5Vに対して数%〜10%程度の幅を持った電圧範囲にあるか否かを判定するようにしてもよい。
【0087】
そして、検出した電圧レベルが5Vであるときは、ステップ24に進み、AFフラグが1か否かを判定する。AFフラグが1でないときは、ステップ25に進み、AF/MF切換え回路104を接点B(MF制御)側に設定するよう電磁マグネットへの通電を行わない。これにより、リモートコントロールユニット400からのMF指令信号を受けたMF駆動制御回路109からの制御信号がモータ105に入力され、MF指令信号に応じたフォーカスレンズ106の方向および速度制御(MF制御)が行われる。ステップ25からはステップ26に進み、AFフラグを0にセットし、ステップ21に戻る。
【0088】
一方、ステップ23おいて、検出した電圧レベルが5Vでないとき(0Vでもないとき)は、ステップ27に進み、AFフラグが1か否かを判定する。AFフラグが1でないときは、ステップ25および26に進み、ステップ21に戻る。
【0089】
また、ステップ22において、検出した電圧レベルが0Vである場合は、ステップ28に進み、AFフラグが1か否かを判定する。AFフラグが1でないときは、ステップ29に進み、AF/MF切換え回路104を接点A(AF制御)側に設定するよう電磁マグネットへの通電を行う。これにより、AF駆動制御回路103からの制御信号がモータ105に入力され、フォーカスレンズ106のAF制御が行われる。ステップ29からはステップ30に進み、AFフラグを1(AF ONモード)にセットし、ステップ21に戻る。
【0090】
また、ステップ28において、AFフラグが1であるときは、ステップ31に進み、AF/MF切換え回路104を接点B(MF制御)側に設定する。そして、ステップ32に進み、AFフラグを0にセットし、ステップ21に戻る。
【0091】
また、ステップ24において、AFフラグが1であるときは、ステップ33に進み、AF/MF切換え回路104を接点A(AF制御)側に設定する。ステップ33からはステップ34に進み、AFフラグを1(AF ONモード)にセットし、ステップ21に戻る。
【0092】
さらに、ステップ27において、AFフラグが1であるときは、ステップ35に進み、AF/MF切換え回路104を接点B(MF制御)側に設定する。そして、ステップ36に進み、AFフラグを1に維持したまま(つまりAF ONモードのままMF制御を行う)、ステップ21に戻る。
【0093】
以上説明したMFおよびAF制御の切換え動作の具体例について、図6を用いて説明する。
【0094】
図6において、太線がリモートコントロールユニット400から出力されるリモコン出力信号を、点線がリモコン出力信号の電圧レベルを示している。また、一点鎖線は、後述する各領域A〜Eの区切りを示している。横軸は時間を示している。
【0095】
まず、領域Aでは、リモコン出力信号が+5.0Vである。この場合、図5において、ステップ20〜21〜22〜23〜24〜25〜26と進み、AF OFFモードでMF制御状態となるが、リモコン出力信号が+5.0Vであるので、フォーカスレンズ106は停止している。
【0096】
次に、領域Bでリモコン出力信号が+7.5Vになると、図5において、ステップ21〜22〜23〜27〜25〜26と進み、AF OFFモードでのMF制御状態が維持される。そして、MF駆動制御回路109により、フォーカスレンズ106は無限側に最高速度で駆動される。
【0097】
次に、領域Cでリモコン出力信号が+5.0Vになると、図5において、ステップ21〜22〜23〜27〜25〜26と進み、AF OFFモードでのMF制御状態が維持される。そして、MF駆動制御回路109により、フォーカスレンズ106は停止制御される。
【0098】
但し、領域C内において、指令・切換え信号多重回路405が切換えポジションに操作され、リモコン出力信号が0Vになると、図5において、ステップ21〜22〜28〜29〜30と進み、AF ONモードに切り換わる。そして、AF駆動制御回路109によるフォーカスレンズ106のAF制御が開始される。
【0099】
そして、指令・切換え信号多重回路405の切換えポジションへの操作が解除され、リモコン出力信号が0Vとなった直後に+5.0Vになっても、図5において、ステップ21〜22〜23〜24〜33〜34と進み、AF ONモードでのAF制御状態は維持される。
【0100】
次に、領域Dにおいて、MF指令信号生成回路401のボリュームスイッチ401aが操作され、リモコン出力信号が+3.75Vになると、図5において、ステップ21〜22〜23〜27〜35〜36と進み、AF ONモードでのMF制御が行われる。つまり、MF駆動制御回路109により、フォーカスレンズ106は至近側に中速度で駆動される。
【0101】
そして、領域Eでボリュームスイッチ401aの操作が解除され、モコン出力信号が+5.0Vになると、図5において、ステップ21〜22〜23〜24〜33〜34と進み、AF ONモードでのAF制御状態に切り換わる。このため、再び、AF駆動制御回路109によるフォーカスレンズ106のAF制御が開始される。
【0102】
さらに、領域Eで指令・切換え信号多重回路405が切換えポジションに操作され、リモコン出力信号が0Vになると、図5において、ステップ21〜22〜28〜31〜32と進み、AF OFFモードでのMF制御状態に切り換わる。
【0103】
なお、図6では、この後、リモコン出力信号が+5.0Vになった場合を示しており、領域Aと同様に、MF駆動制御回路109により、フォーカスレンズ106は停止制御される。
【0104】
以上のように、本実施形態によれば、コネクタ404,107のうちリモートコントロールユニット400からカメラ600へのMF指令信号の送信用にアサインされたピン404a,107aを用いて、リモートコントロールユニット400からカメラ600におけるMF/AF制御の切換えを行うことができる。
【0105】
したがって、リモートコントロールユニットからのMF制御が可能であった従来のカメラにAF制御機能を搭載した場合において、電気インターフェイス(コネクタ)に空いている、すなわち他にアサインされていない端子(ピン)が存在しないときでも、リモートコントロールユニットからのMF/AF制御の切換えを行うことができ、光学システムの運用をより有意義なものにすることができる。
【0106】
しかも、AF制御中において、MF指令信号生成回路401のボリュームスイッチ401aを操作すれば、フォーカスレンズ106のMF制御を行うことができるので、実施形態1のように指令・切換え信号多重回路403をAFポジションからMFポジションに切り換えなければMF制御を行うことができない場合に比べて、使い勝手を良くすることができる。
【0107】
(実施形態4)
上述した実施形態3では、撮影光学系110がカメラ600に内蔵されたレンズ一体型のカメラについて説明したが、本発明は、カメラに対し着脱可能な交換レンズユニット(光学装置)を有する光学システムにも適用することができる。
【0108】
図7には、本発明の実施形態4である光学システムの構成を示している。図7において、100は交換レンズユニットであり、200はビデオカメラである。300は交換レンズユニット100とカメラ200とに接続された、映像用同軸ケーブルである。
【0109】
なお、本実施形態において、実施形態3と同じ構成要素には実施形態3(図4)と同符号を付して説明に代える。また、本実施形態では、実施形態3にて説明したカメラ600内の構成要素のうち、撮像素子201、プロセス回路202および記録再生回路203がカメラ200側に、他の構成要素がレンズユニット100側に設けられている。リモートコントロールユニット400は、コネクタ404,107およびリモコンケーブル500を介してレンズユニット100に接続されている。
【0110】
レンズユニット100において、101は映像用同軸ケーブル300を介して映像信号が入力される映像入力端子である。また、カメラ200において、204はプロセス回路202および記録再生回路203から出力される映像信号のうち一方を選択して出力する映像切換え回路である。205は映像切換え回路204から出力された映像信号を、映像用同軸ケーブル300を介してレンズユニット100に出力する映像出力端子である。
【0111】
以上の構成において、レンズユニット100側の撮影光学系110を通った光束は、カメラ200側の撮像素子201の撮像面上に結像し、撮像素子201で光電変換された後、サンプルホールドされてプロセス回路202に入力される。プロセス回路202では、入力信号を上記所定フォーマットの映像信号に加工して、映像切換え回路204および記録再生回路203に出力する。
【0112】
録画動作時には、映像切換え回路204では、プロセス回路202からの映像信号を映像出力端子205に出力する。このとき記録再生回路203は、プロセス回路202からの映像信号を記録媒体に記録する。また、録画映像の再生時には、記録再生回路203は記録媒体に記録されている映像信号を再生し、その映像信号が安定して再生されたときに映像切換え回路204は記録再生回路203からの映像信号を映像出力端子205に出力する。
【0113】
そして、映像信号は、映像出力端子205から映像用同軸ケーブル300およびレンズユニット100の映像入力端子101を介して評価値生成回路102に入力される。
【0114】
評価値生成回路102は、入力された映像信号のフィルタ処理などにより、映像の高周波数成分に関係した鮮鋭度評価値信号を映像信号の垂直同期単位で生成し、鮮鋭度評価値信号をAF駆動制御回路103に出力する。AF駆動制御回路103では、モータ105を駆動してフォーカスレンズ106を微小量単位で移動させながら、評価値生成回路102から順次入力される鮮鋭度評価値信号を垂直同期単位で比較し、鮮鋭度評価値が最大となる位置、つまりは合焦位置にフォーカスレンズ106を移動させる。このようにして、フォーカスレンズ106のAF制御が行われる。
【0115】
本実施形態におけるAF/MF切換え判定回路118によるMFおよびAF制御の切換え動作は、実施形態3(図5)にて説明したのと同様である。
【0116】
本実施形態においても、コネクタ404,107のうちリモートコントロールユニット400からレンズユニット100へのMF指令信号の送信用にアサインされたピン404a,107aを用いて、リモートコントロールユニット400からレンズユニット100におけるMF/AF制御の切換えを行うことができる。
【0117】
したがって、リモートコントロールユニットからのMF制御が可能であった従来の交換レンズユニットにAF制御機能を搭載した場合において、電気インターフェイス(コネクタ)に空いている、すなわち他にアサインされていない端子(ピン)が存在しないときでも、リモートコントロールユニットからのMF/AF制御の切換えを行うことができ、光学システムの運用をより有意義なものにすることができる。
【0118】
しかも、AF制御中において、MF指令信号生成回路401のボリュームスイッチ401aを操作すれば、フォーカスレンズ106のMF制御を行うことができるので、実施形態1のように指令・切換え信号多重回路403をAFポジションからMFポジションに切り換えなければMF制御を行うことができない場合に比べて、使い勝手を良くすることができる。
【0119】
なお、以上の実施形態3,4において説明したMF指令信号の電圧範囲およびAF切換え信号の電圧値は例に過ぎず、他の電圧範囲又は電圧値であってもよい。
【0120】
また、実施形態3,4においては、フォーカスレンズの自動制御とマニュアル制御とを行う場合について説明したが、ズームレンズやアイリス等、他の光学調節部材の自動制御とマニュアル制御を行う場合にも本発明を適用することができる。
【0121】
また、本発明は、テレビカメラ、ビデオカメラ、テレビレンズ、ビデオレンズなどの各種光学装置を含む光学システムに適用することができる。
【0122】
さらに、以上説明した各実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもある。また、下記の各発明は上記各実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものでもある。
【0123】
〔発明1〕 操作部材の操作に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段と、通信ケーブルが接続され、該通信ケーブルを介して前記指令信号を出力する第1のコネクタとを有するコントロールユニット、および、
移動することにより光学的作用を行う光学調節部材、該光学調節部材を駆動する駆動手段、前記通信ケーブルが接続された第2のコネクタ、該第2のコネクタを介して前記コントロールユニットから入力された指令信号に基づいて前記駆動手段を制御する第1の制御手段、所定の情報に基づいて前記駆動手段を制御する第2の制御手段、前記第1および第2の制御手段のうち前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を選択的に切り換える制御切換え手段とを備えた光学装置を有し、
前記コントロールユニットは、
前記指令信号生成手段からの指令信号を前記第1のコネクタを介して出力させる第1の状態と、前記第2の制御手段を選択するための、前記指令信号とは電圧レベルが異なる切換え信号を前記第1のコネクタにおける前記指令信号が出力される端子と同一の端子から出力させる第2の状態との間で切換え操作が可能な出力切換え手段を有し、
前記光学装置において、前記制御切換え手段は、前記指令信号の入力に応じて前記第1の制御手段を選択し、前記第2のコネクタにおける前記指令信号が入力される端子と同一の端子から入力された前記切換え信号に応じて前記第2の制御手段を選択することを特徴とする光学システム。
【0124】
〔発明2〕 前記光学装置は、
前記光学調節部材としてのフォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記撮影光学系を通して撮影された映像信号に基づいて、前記所定の情報としての前記撮影光学系の焦点状態により変化する情報を生成する焦点情報生成手段とを有することを特徴とする発明1又は2(又は請求項1)に記載の光学システム。
【0125】
〔発明3〕 操作部材の操作に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段と、通信ケーブルが接続され、該通信ケーブルを介して前記指令信号を出力する第1のコネクタとを有するコントロールユニット、および、
移動することにより光学的作用を行う光学調節部材、該光学調節部材を駆動する駆動手段、前記通信ケーブルが接続された第2のコネクタ、該第2のコネクタを介して前記コントロールユニットから入力された指令信号に基づいて前記駆動手段を制御する第1の制御手段、所定の情報に基づいて前記駆動手段を制御する第2の制御手段、前記第1および第2の制御手段のうち前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を選択的に切り換える制御切換え手段とを備えた光学装置を有し、
前記コントロールユニットは、
前記指令信号生成手段からの指令信号を前記第1のコネクタを介して出力させる第1の状態から、前記第1の制御手段と前記第2の制御手段のうち一方を選択するための切換え信号を前記第1のコネクタにおける前記指令信号が出力される端子と同一の端子から出力させる第2の状態への切換え操作が可能であり、該切換え操作が解除されたときには前記第1の状態に復帰する出力切換え手段を有し、
前記光学装置において、前記制御切換え手段は、前記第2のコネクタにおける前記指令信号が入力される端子と同一の端子からの前記切換え信号の入力に応じて前記第1の制御手段と前記第2の制御手段とを交互に選択し、かつ前記第2の制御手段を選択している状態で前記指令信号が入力されたときは前記第1の制御手段を選択することを特徴とする光学システム。
【0126】
〔発明4〕 前記制御切換え手段は、前記第2の制御手段を選択している状態で前記指令信号のうち停止指令信号以外の信号が入力されたときに前記第1の制御手段を選択することを特徴とする発明3に記載の光学システム。
【0127】
〔発明5〕 前記制御切換え手段は、前記第2の制御手段を選択している状態で前記指令信号のうち停止指令信号以外の信号が入力されることに応じて前記第1の制御手段を選択した後、前記停止指令信号が入力されたときは前記第2の制御手段を選択することを特徴とする発明4に記載の光学システム。
【0128】
〔発明6〕 前記出力切換え手段は、前記指令信号生成手段からの指令信号を前記第1のコネクタを介して出力させる第1の状態から、前記第1の制御手段と前記第2の制御手段のうち一方を選択するための、前記指令信号とは電圧レベルが異なる切換え信号を前記第1のコネクタにおける前記指令信号が出力される端子と同一の端子から出力させる第2の状態への切換え操作が可能であることを特徴とする発明3から5のいずれか1つに記載の光学システム。
【0129】
〔発明7〕 前記光学装置は、
前記光学調節部材としてのフォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記撮影光学系を通して撮影された映像信号に基づいて、前記所定の情報としての前記撮影光学系の焦点状態により変化する情報を生成する焦点情報生成手段とを有することを特徴とする発明3から6のいずれか1つに記載の光学システム。
【0130】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、リモートコントロールユニットから光学装置への指令信号の送信用にアサインされたコネクタ端子を用いて、リモートコントロールユニットからの光学調節手段の自動制御とマニュアル制御の選択を行うことができる。
【0131】
したがって、光学調節手段のマニュアル制御機能のみ有していた従来の光学装置に自動制御機能を搭載した場合において、他にアサインされていないコネクタ端子が存在しないときでも、リモートコントロールユニットからの光学調節手段の自動制御とマニュアル制御の選択を行うことができ、光学システムの運用をより有意義なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1である光学システムの構成を示す図。
【図2】実施形態1の光学システムの動作を示すフローチャート。
【図3】本発明の実施形態2である光学システムの構成を示す図。
【図4】本発明の実施形態3である光学システムの構成を示す図。
【図5】実施形態3の光学システムの動作を示すフローチャート。
【図6】実施形態3の光学システムの動作の具体例を示すタイミングチャート。
【図7】本発明の実施形態4である光学システムの構成を示す図。
【図8】従来の光学装置の構成を示す図。
【図9】従来の光学システムの構成を示す図。
【符号の説明】
100 交換レンズユニット
106 フォーカスレンズ
107,404 コネクタ
107a,404a ピン
110 撮影光学系
200,600 ビデオカメラ
201 撮像素子
400 リモートコントロールユニット
401a ボリュームスイッチ
403,405 指令・切換え信号多重回路
500 リモコンケーブル
Claims (1)
- 操作部材の操作に応じた指令信号を生成する指令信号生成手段と、通信ケーブルが接続され、該通信ケーブルを介して前記指令信号を出力する第1のコネクタとを有するコントロールユニット、および、
移動することにより光学的作用を行う光学調節部材、該光学調節部材を駆動する駆動手段、前記通信ケーブルが接続された第2のコネクタ、該第2のコネクタを介して前記コントロールユニットから入力された指令信号に基づいて前記駆動手段を制御する第1の制御手段、所定の情報に基づいて前記駆動手段を制御する第2の制御手段、前記第1および第2の制御手段のうち前記駆動手段の駆動を制御する制御手段を選択的に切り換える制御切換え手段とを備えた光学装置を有し、
前記コントロールユニットは、
前記指令信号生成手段からの指令信号を前記第1のコネクタを介して出力させる第1の状態と、前記第2の制御手段を選択するための切換え信号を前記第1のコネクタにおける前記指令信号が出力される端子と同一の端子から出力させる第2の状態との間で切換え操作が可能な出力切換え手段を有し、
前記光学装置において、前記制御切換え手段は、前記指令信号の入力に応じて前記第1の制御手段を選択し、前記第2のコネクタにおける前記指令信号が入力される端子と同一の端子から入力された前記切換え信号に応じて前記第2の制御手段を選択することを特徴とする光学システム。
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