JP2005328496A - レンズ装置及びバーチャルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、アナログ電圧信号、デジタルパルス列、データ通信のどの方式をレンズ装置が要求されても接続可能なレンズ装置を提供することにある。
【解決手段】 上記問題を解決するために、本発明のレンズ装置をバーチャル映像と撮影映像の映像合成処理を目的とした入出力信号を備え、
前記映像合成処理を目的とした入出力信号は、前記光学可動部材に連動した前記位置検出手段からの位置情報をアナログ電圧信号による方式及びデジタルパルス列の方式及び前記制御手段からのデータ通信による方式の３つの方式で情報伝達可能である構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テレビカメラなどの撮影装置に用いられるレンズ装置であり、特に、実写（撮影）映像とコンピュータグラフィック（バーチャル映像）を合成するバーチャルシステムで使用されるレンズ装置に関するものである。

従来より、テレビレンズはズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の光学可動部材を電動あるいは手動で操作し可動する事で、光学的変化をもたらし所望の映像シーンを作り出すことが出来る。図１０にテレビレンズのシステム概略図を表す。図１０において１００はテレビレンズであり、１２０はテレビレンズが取り付くテレビカメラであり、１２１はテレビレンズのズームを操作するため接続されるズームデマンドであり、１２２はテレビレンズのフォーカスを操作するために接続されるフォーカスデマンドである。１２３，１２４はテレビレンズにズームデマンド、フォーカスデマンドを接続する為のデマンドコネクタである。この様な構成で運用されるテレビレンズにあっては、可動部材にはポテンショメータやロータリーエンコーダが連結され可動部材の位置検出手段として、サーボ駆動や位置表示に使用されている。また、テレビレンズにはスタジオ等で使用される高精度の大型レンズと、可搬性に優れ屋外での使用や肩担ぎでの運用を考えたハンディレンズとがあり、大型レンズには位置検出手段としてデジタルの２相信号を出力するデジタルエンコーダが使用され、ハンディレンズにはアナログの電圧出力であるポテンショメータが一般的に使用されている。

一方、バーチャルシステムと呼ばれ、実写映像と実写映像に連動させたコンピュータグラッフィクによる映像とを合成するシステムの運用が盛んに行われており（特許文献１、２、３参照）、これらのシステムにおいて前記大玉レンズやハンディレンズのテレビレンズが使用されている。

このような映像合成であるバーチャルシステムにおいて、テレビレンズの可動部材に連動した位置検出手段からの信号（ズーム位置、フォーカス位置等）をシステムに渡す事により、システム内のコンピュータで実写の大きさと焦点位置に合致したコンピュータグラッフィクの生成を可能とし、ズーム、フォーカス等をリアルタイムに操作しても違和感の無い映像合成が可能になる。

従来より、テレビレンズとバーチャルシステムとの接続手法には専用のもの，又は標準化されたものがなく、テレビレンズ側の既存構成要素を流用したり、バーチャルシステム側の要求によりテレビレンズ側を改造したりしてシステムを完成させていた。既存システムではテレビレンズとバーチャルシステムとの接続では、デジタルパルス列による接続方式、アナログ電圧信号による接続方式、データ通信による接続方式の３つ方式がある。これらの３つの方式について説明する。

図１１に位置検出手段としてデジタルエンコーダを搭載しているレンズでのバーチャルシステム運用時のブロック図を示す。図１１において１００はテレビレンズ、１０１はテレビレンズの制御を司る制御装置であるＣＰＵ、１０２はＣＰＵ１０１からズーム駆動を行う際に指令値を書き込むＤＡコンバータ、１０３はＤＡコンバータからの指令を電力増幅する電力増幅器、１０４は電力増幅器１０３により駆動するモータ、１０５はモータ１０４により連結しズーム可変を行わせるズームレンズ、１０９はズームレンズに連動したズーム位置検出手段であるズームデジタルエンコーダ、１１０はズームデジタルエンコーダの２相パルスをカウントしズーム位置とするカウンタである。同図においては、テレビレンズのズームについての構成であるが、フォーカス、アイリス、エクステンダーについてもズームと同一構成になっている。このような構成により、テレビレンズ１００の接続された指令装置（ズームデマンド）１２１から指令が来ると、ＣＰＵ１０１はカウンタ１１０からのズーム現在位置と比較・演算し新たなズーム指令位置を計算し、その結果をＤＡコンバータに書き込むことで、ズーム位置制御が可能となる。また、ズームデジタルエンコーダ１０９からの２相パルスはズーム位置信号３０１として、次に説明するバーチャルシステム２００に入力されている。２００はバーチャルシステムであり、テレビレンズ１００からのズーム位置信号である２相パルス３０１が入力されている。２０２はズーム２相パルスのインターフェース信号３０１からズームレンズの位置を算出するカウンタ、２０１はカウンタ２０２からのズーム位置の他、不図示のフォーカスカウンタからのフォーカス位置、アイリス位置、エクステンダー位置を取り込むと共に、テレビレンズ１００に接続された不図示のテレビカメラからの映像信号と、バーチャルシステム２００内で作成したコンピュータグラフィック画面があり、コンピュータグラッフィク画面はテレビレンズ１００から２相パルスで入力されるズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー位置より計算し、テレビカメラの映像信号と合致する様に加工された後、テレビカメラの映像信号と合成することで違和感のないバーチャル映像（映像合成）が完成する。図１２はテレビレンズ１００とバーチャルシステム２００とを繋ぐ２相パルスのインターフェース信号３０１の詳細である。デジタル化された位相信号により、図示した通りの相対位置データと絶対位置データとが算出されることになる。この様に、デジタルエンコーダを搭載しているレンズでバーチャルシステムへ接続するには、サーボ制御用に使用しているエンコーダを流用し、バーチャルシステムへ渡すことで映像合成が可能となる。しかし、このためにはサーボ制御用に使用しているエンコーダ出力を流用し、テレビレンズの外に出す為の改造が必要であった。

次に、図１３にデジタルエンコーダの代わりにポテンショメータを搭載したテレビレンズでのバーチャルシステム運用時のブロック図を示す。図１１にデジタルエンコーダ１０９とカウンタ１１０が構成されているのに対して、ズームレンズ１０５の位置検出手段がアナログ信号によるポテンショメータ１０６になっており、これに伴い演算増幅器１０７とＡＤコンバータ１０８が構成されている。その他、図示していないが、フォーカス、アイリス、エクステンダーも同様の構成である。また、バーチャルシステム２００はカウンタ２０２に変えて、インターフェース整合用の演算増幅器２０３とＡＤコンバータ２０４とが構成されている。このような構成にあってテレビレンズ１００とバーチャルシステム２００とのインターフェース信号３０２は図１４に示すアナログ電圧信号となる。この様に、既存のデジタルエンコーダの代わりにポテンショメータを搭載したテレビレンズでバーチャルシステムへ接続するには、サーボ制御用に使用しているポテンショメータを流用し、バーチャルシステムへ渡すことで映像合成が可能となる。しかし、このためにはサーボ制御用に使用しているポテンショメータ出力を流用し、テレビレンズの外に出す為の改造が必要であった。

次に、図１５にバーチャルシステム側の要求に伴いデータ通信でのバーチャルシステム運用時のブロック図を示す。図１５は従来例１である図１１に対して、デジタルエンコーダ１０６からの信号を直接バーチャルシステム２００内のカウンタ２０２へ渡すのでなく、レンズ内ＣＰＵ０１でカウンタ１１０の値を読み込み、レンズ内ＣＰＵ１０１内にある通信処理部１１２よりデータ通信により、ズーム、フォーカス等の位置情報を、同じくバーチャルシステム側のＣＰＵ２０１内の通信処理部２０５に渡す事により、バーチャル映像（映像合成）の作製が可能となる。この様にデータ通信とにより、バーチャルシステムへ接続するには、本来テレビレンズとデマンドとの通信に使用する通信ラインの他に専用の通信ラインを設ける必要があり、標準レンズに対して改造が必要であった。

以上述べた様に、従来例においてはバーチャルシステムとの接続を容易にするための標準的な接続手段（インターフェース）をもっていないため、標準のテレビレンズに対してハード、ソフトにおける改造が必要とされてきた。特に、テレビレンズの持つ位置検出手段の種類によっても、その接続手段（インターフェース）が限定されていたこと、またバーチャルシステム側の要求によっては専用の通信プロトコルによるデータ通信での接続手段が必要となるなどがテレビレンズに標準的な接続手段（インターフェース）が持てない理由である。また、改造等を必要とするためコストと開発期間が掛かるという問題もある。
特開２００３−２４８６５０号公報 特開２００２−３２２８９号公報 特開２００１−２０２５３０号公報

以上の様な問題点を鑑みて、本発明が解決しようとする課題はテレビレンズとバーチャルシステムとの接続手段（インターフェース）を標準的に設け、殆どのバーチャルシステムとの接続が改造等を必要とせず容易かつ安価に出来る、テレビレンズを提供することにある。このためには、テレビレンズが搭載している位置検出センサーの種類により接続方式が変わるということを解決すると共に、データ通信での接続方式ではデマンドの通信ラインの他に通信ラインが必要となることを解決することを本提案の課題と考える。

上記問題を解決するために、本発明のレンズ装置をバーチャル映像と撮影映像の映像合成処理を目的とした入出力信号を備え、
前記映像合成処理を目的とした入出力信号は、前記光学可動部材に連動した前記位置検出手段からの位置情報をアナログ電圧信号による方式及びデジタルパルス列の方式及び前記制御手段からのデータ通信による方式の３つの方式で情報伝達可能である構成とする。

アナログ電圧信号、デジタルパルス列、データ通信のどの方式をレンズ装置が要求されても接続可能となり、レンズ装置の改造等を必要とせず容易にかつ安価にシステムが出来る。

本発明は上記の課題を解決する為に、
第１の発明は、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の光学的な可変を可能とする光学可動部材と、前記光学可動部材に連動し位置検出手段と、前記位置検出の位置情報を認識し、前記光学可動部材の駆動制御や、操作者の指令指示手段と通信を行う制御手段（ＣＰＵ）とを有する光学装置において、映像合成処理を目的とした入出力信号を専用に設けたこと。そして、この入出力信号は、ズーム、フォーカス、アイリスの前記可動部材に連動した前記位置検出手段からの情報であって情報伝達方法として、アナログ電圧信号による方式と、デジタルパルス列の方式と、前記制御手段からのデータ通信による方式との、３つの方式が可能な構成となっていることを特徴とする。これにより、バーチャルシステム専用の入出力信号を設けると伴に、接続対象のバーチャルシステムが、アナログ電圧信号、デジタルパルス列、データ通信のどの方式を要求されても接続可能となり、テレビレンズの改造等を必要とせず容易にかつ安価にシステムが出来る。

次に第２の発明は、前記映像合成処理を目的とした入出力信号はエクステンダーの前記可動部材に連動した前記位置検出手段からの情報であって情報伝達手段方法として、１〜２ビットで表せるデジタル出力の方式と、前記制御手段からのデータ通信による方式との、２つの方式が可能な構成となっていることを特徴とする。これにより、ズーム、フォーカス、アイリスの他、エクステンダーについても接続対象のバーチャルシステムが、デジタル出力、データ通信のどちらの方式を要求されても接続可能となり、テレビレンズの改造等を必要とせず容易にかつ安価にシステムが出来る。

次に第３の発明は、前記映像合成処理を目的とした入出力信号には、アナログ電圧信号を正確に伝送するための基準電圧信号が構成されていることを特徴とする。これにより、バーチャルシステムとテレビレンズとでアナログ電圧信号により情報伝達を行う際、基準電圧信号との差動増幅回路をバーチャルシステム側に設ける事が可能となり、ノイズに強いシステムがテレビレンズの改造等を必要とせず容易にかつ安価にシステムが出来る。

次に第４の発明は、前記映像合成処理を目的とした入出力信号には、外部機器との信号整合や信号絶縁を可能とする為、電源供給線が構成されていることを特徴とする。これにより、バーチャルシステムとテレビレンズとでアナログ電圧信号により情報伝達を行う際、バーチャルシステム側の電圧信号レベルに整合させるための必要となる整合回路や、バーチャルシステム側とテレビレンズとを電気的絶縁を行う際に必要となる絶縁回路等をテレビレンズとバーチャルシステムとの間に設けることが容易に出来る。

次に第５の発明は、前記デジタルパルス列は、２相のデジタル化された位相信号か、アップ／ダウン信号のどちらかであること。これにより、デジタルパルス列は移動方向と移動量を表すことが出来、テレビレンズとバーチャルシステムとの接続を容易にすることが出来る。

次に第６の発明は、前記デジタルパルス列の方式と前記データ通信の方式は、その方式での入出力を行うか、行わないかの設定手段を有したことを特徴とする。これにより、デジタル信号送受時に発生する高周波ノイズまたは、クロストークノイズを防止することが可能となり、テレビレンズとバーチャルシステム間の接続をより安定化させることが出来る。

次に第７の発明は、前記２相のデジタル化された位相信号において、移動方向を切替る設定手段を有すること。これにより、前記２相のデジタル化された位相信号における各種バーチャルシステムとの接続を容易にすることが出来る。

次に第８の発明は、前記映像合成処理を目的とした入出力信号全てを、１つのコネクタに納めたことを特徴とする。これにより、データ通信によりテレビレンズをバーチャルシステムと接続する場合、多様なインターフェースを有する各種バーチャルシステムとの接続が、レンズの改造無しに直接可能となり、容易にかつ安価なシステムが出来る。

次に第９の発明は、前記映像合成処理を目的とした入出力信号全てを、通常の光学装置として使用している１つのコネクタを流用して使用可能とする為の、選択・設定手段を有したこと、そして、通常の光学装置として使用している１つのコネクタは、テレビレンズの操作手段（デマンド）と接続するコネクタであること、そして、前記選択・設定手段に基づき、テレビレンズの操作手段（デマンド）用の通信プロトコルを使用するか、映像合成システム用の通信プロトコルを使用するかを決定する前記制御手段又はプログラムを有したことを特徴とする。これにより、テレビレンズとバーチャルシステムとの接続において、テレビレンズに装着するコネクタの数を増やすことなく、テレビレンズの改造も必要とせず容易にかつ安価にシステムが出来る。

第１０の発明は、テレビレンズと接続された外部機器に３つの方式を認識できる認識手段が設けられている場合、ズーム、フォーカス、アイリスの他、エクステンダー、等の光学可動部材に連動した位置検出手段からの位置情報を制御手段（ＣＰＵ）からのデータ通信による方式で情報伝達することで、デジタルパルス列の方式に比べて、莫大な位置情報をバーチャル映像と撮影映像の映像合成処理を行う映像合成処理手段に伝達可能とできる効果ある。

第１１の発明は、テレビレンズと接続された外部機器にアナログ電圧信号による方式及びデジタルパルス列の方式の２つの方式を認識できる認識手段が設けられている場合、ズーム、フォーカス、アイリスの他、エクステンダー、等の光学可動部材に連動した位置検出手段からの位置情報をデジタルパルス列の方式で情報伝達することで、アナログ電圧信号による方式に比べて、莫大な位置情報をバーチャル映像と撮影映像の映像合成処理を行う映像合成処理手段に伝達可能とできる効果ある。

（第１の実施例）
図１に位置検出手段としてポテンショメータを搭載したテレビレンズでの本発明、第１実施例としてのブロック図を示してある。図１において１００はテレビレンズ、１０１はテレビレンズの制御を司る制御手段であるＣＰＵ、１０２はＣＰＵ１０１からズーム駆動を行う際に指令値を書き込むＤＡコンバータ、１０３はＤＡコンバータからの指令を電力増幅する電力増幅器、１０４は電力増幅器１０３により駆動されるモータ、１０５はモータ１０４に連結しズーム可変を行わせるズームレンズ、１０６はズームレンズに連動したアナログのズーム位置検出手段であるズームポテンショメータ、１０７はズームポテンショメータ１０６からのアナログ信号をＣＰＵ１０１へ取り込むために回路整合する為の演算増幅器、１０８は回路整合されたアナログのズーム位置信号をデジタル化するＡＤコンバータ、１１３はポテンショメータからのアナログ位置信号を外部バーチャルシステム２００へアナログ電圧出力信号１１５として渡すための演算増幅器、１１４はＡＤコンバータ１０８より読み取ったズーム位置よりデジタルパルス列信号１１６へ変換し外部バーチャルシステム２００へ渡すアナログ位置／デジタルパルス変換手段である。図２−ａ及び図２−ｂにはアナログ位置／デジタルパルス変換手段１１４より出力されるデジタルパルス列の具体例を表す。図２−ａは２相の位相差信号であり、図２−ｂは２相のアップ／ダウンパルスである。１１２は、ＣＰＵ１０１が認識できるズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の位置情報をデータ通信により外部バーチャルシステム２００へデータ通信入出力信号１１８として渡す通信処理部である。データ通信の物理層はＲＳ−２３２やＲＳ−４２２、ＲＳ−４５６、ＵＳＢ等が使用される。１１７は１または２ビットのデジタル出力でバーチャルシステムへ渡すエクステンダー出力である。また、１１９はバーチャルシステムへの３つの入出力形式である、アナログ電圧出力信号１１５と、デジタルパルス列信号１１６と、データ通信入出力信号１１８を１つに纏めた映像合成用入出力コネクタである。

図１においては、テレビレンズのズームについてのみ示したが、フォーカス、アイリス、エクステンダーについてもズームと同一の構成でできている。このような構成においてＣＰＵ１０１が実行する処理フローを図３に示し、このフローに従って動作説明をおこなう。Ｓ１００は処理のスタートである。次にＳ１０１へ移行し、テレビレンズ１００に接続された指令装置であるズームデマンド１２１から指令を読み込み、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０２では、ＡＤコンバータ１０８よりズーム位置を読み込み、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０３ではＳ１０１で読み込んだズーム指令値と、Ｓ１０２のズーム位置より、ズームレンズを駆動する駆動指令を演算し、その結果をＤＡコンバータ１０２に書き込む。これにより、ズームモータ→ズームレンズ→ズームＰＯＴと連動し作動することになる。これによりズームレンズ１０５が光軸方向に移動することで、所望の映像が得られることになる。次のＳ１０４、はアナログ位置／デジタルパルス変換手段１１４での処理であり、外部バーチャルシステム２００へデジタルパルス列信号１１６を送出する処理を行う。アナログ位置／デジタルパルス変換手段１１４により、図２−ａ、図２−ｂに示す２相のデジタルパルスを発生させることで、外部バーチャルシステム２００への位置情報の伝達が可能となる。次に、Ｓ１０５は通信処理部１１２での処理であり、Ｓ１０２で読み込んだズーム位置を通信処理部１１２で予め決められた通信フォーマットに従って外部バーチャルシステム２００へ送出する処理を行い、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０６では、現在のエクステンダー値に応じた１から２ビットのデジタル値を外部バーチャルシステム２００へ送出する処理を行い、元のＳ１０１へ戻り、繰り返しの処理となる。またズーム駆動に伴いポテンショメータ１０６が動きに、これに連続したアナログ電圧が専用の演算増幅器１０８を通し、外部バーチャルシステム２００へ渡されることが可能となる。図３においては、ズームとエクステンダーについて説明したが、フォーカス、アイリスもズームと同様に処理される。

上記の詳細構成と動作フローで処理をおこない、映像合成用入出力コネクタ１１９を設けると伴に、ズーム、フォーカス、アイリス等の位置情報の伝達方式として、アナログ電圧信号１１５による方式と、デジタルパルス列信号１１６の方式と、データ通信入出力信号１１８による方式との３つの方式を構成することで、従来例１から３で説明した、どのようなバーチャルシステム２００とも改造無しに、容易かつ安価に接続することが出来る様になる。

また、バーチャルシステム２００側が持っている接続方式によって、接続方式を任意選択可能とする他、自動選択も可能とする。自動選択はバーチャルシステム２００側にデータ通信入出力信号１１８による方式とその他の方式が受け入れられるような場合は、取り扱える情報量が多いことよりデータ通信入出力信号１１８による方式を選択し、アナログ電圧信号１１５による方式と、デジタルパルス列信号１１６の方式との２つの方式が受け入れられるような場合は、各種ノイズに強いデジタルパルス列信号１１６の方式が選択されるものとする。これにより、システム構成に最適な方式が自動的に選択されることが可能になり、信頼性の高いバーチャルシステムの構成が容易に可能となる。

（第２の実施例）
図４に位置検出手段としてデジタルエンコーダを搭載したテレビレンズでの本発明、第２実施例としてのブロック図を示してある。

図４は、第１の実施例である図１と比較してズーム位置検出手段として、ポテンショメータから２相のデジタル出力エンコーダ（ＥＮＣ）に変更したものである。図４において、図１と同じ構成要素については、説明を省略する。図４において、１１０はデジタルエンコーダ１０９の出力値をカウントし現在値を求めるカウンタである。また、１３０はデジタルエンコーダを外部バーチャルシステムへ送出するデジタルパルス列信号１１６とする、バッファーアンプである。１０２と１１３とはＣＰＵ１０１がカウンタ１１０から読み取ったズームデジタル位置を外部バーチャルシステム２００へアナログ電圧出力信号１１５に変換し送出するＤＡコンバータと演算増幅器である。

このような構成においてＣＰＵ１０１が実行する処理フローを図５に示し、このフローに従って動作説明をおこなう。Ｓ１００は処理のスタートである。次にＳ１０１へ移行し、テレビレンズ１００に接続された指令装置であるズームデマンド１２１から指令を読み込み、Ｓ１１１へ移行する。Ｓ１１１では、カウンタ１１０よりズーム位置を読み込み、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０３ではＳ１０１で読み込んだズーム指令値と、Ｓ１１１で読み込んだズーム位置より、ズームレンズを駆動する駆動指令を演算し、その結果をＤＡコンバータ１０２に書き込む。これにより、ズームモータ→ズームレンズ→ズームＰＯＴと連動し作動することになる。これによりズームレンズ１０５が光軸方向に移動することで、所望の映像が得られることになる。次のＳ１１２では、演算増幅器１１３を通して外部バーチャルシステム２００へ送出するアナログ電圧出力信号１１５を送出する為、Ｓ１１１で読み込んだズーム位置をＤＡコンバータ１０２に書き込み、次のＳ１０５へ移行する。Ｓ１０５は通信処理部１１２での処理であり、Ｓ１１１で読み込んだズーム位置を通信処理部１１２で予め決められた通信フォーマットに従って外部バーチャルシステムへ送出する処理を行い、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０６では、現在のエクステンダー値に応じた１から２ビットのデジタル値を外部バーチャルシステムへ送出する処理を行い、元のＳ１０１へ戻り、繰り返しの処理となる。またズーム駆動に伴いデジタルエンコーダ１０９が動くことで、バッファーアンプ１３０を通って、外部バーチャルシステム２００へ渡されるデジタルパルス列信号１１６が送出されることになる。図５においては、ズームとエクステンダーについて説明したが、フォーカス、アイリスもズームと同様に処理される。

上記の詳細構成と動作フローで処理をおこない、映像合成用入出力コネクタ１１９を設けると伴に、ズーム、フォーカス、アイリス等の位置情報の伝達方式として、アナログ電圧出力信号１１５による方式と、デジタルパルス列信号１１６の方式と、データ通信入出力信号１１８による方式との３つの方式を構成することで、従来例１から３で説明した、どのようなバーチャルシステム２００とも改造無しに、容易かつ安価に接続することが出来る様になる。

また、実施例１では位置検出手段としてポテンショメータ１０６を使用したテレビレンズでの実施例を示し、実施例２では位置検出手段としてデジタルエンコーダ１０９を使用したテレビレンズでの実施例を示したが、位置検出手段が何であるかに関係なく、ズーム、フォーカス、アイリス等の位置情報の伝達方式として、アナログ電圧出力信号１１５による方式と、デジタルパルス列信号１１６の方式と、データ通信入出力信号１１８による方式との３つの方式を構成すること事が可能となり、従来例１から３で説明したどのようなバーチャルシステム２００とも改造無しに、容易かつ安価に接続することが出来る様になる。

また、図６に、第１の実施例と、第２の実施例におけるテレビレンズのシステム概略図を示す。既存のデマンドコネクタ１２３，１２４の他に、バーチャルシステム接続用のコネクタ１２５を設けることで、従来例１から３で示したバーチャルシステムとの接続が改造無しに容易かつ安価に接続することが出来る様になる。

（第３の実施例）
図７に第３の実施例での機器接続図とテレビレンズ内の機能ブロック図を表す。前記、第１、及び第２の実施例では図６に示した通り、バーチャルシステム接続用に新規コネクタ１２５を設けたが、本発明である第３の実施例では、既存のデマンドコネクタ機能に、バーチャルシステム接続用のコネクタ機能を兼用化するものである。

図７において、１２６ａから１２６ｃは、テレビレンズとズームデマンド、フォーカスデマンド、バーチャルシステムとの接続を可能にするコネクタ、１２８はコネクタ１２６ａから１２６ｃのそれぞれについて、接続対象がデマンドかバーチャルシステムか決める選択・設定手段、１２７ａから１２７ｃはコネクタから入出力される信号を前選択・設定手段１２８によりデマンド用入出力とするか、バーチャルシステム用入出力とするかを切り替える切換え手段、１３１は切換え手段１２８により、コネクタ１２６からの入出力がデマンド用入出力である時、接続されるデマンド用入出力処理回路、１３２は切り替え手段１２８により、コネクタ１２６からの入出力がバーチャルシステム用入出力である時、接続されるバーチャルシステム用処理回路である。また、切換え手段１２７はコネクタ１２６ａから１２６ｃに含まれるデータ通信入出力信号１１８の通信プロトコルを切換え、正常にデータ通信が出来る様にする。このような構成とすることで、テレビレンズのコネクタ１２６をデマンド用コネクタとバーチャルシステム用コネクタの両方の機能として使用できるようになり、柔軟な機器接続が可能なテレビレンズ提供することが改造無しに容易かつ安価に出来る様になる。また、既存のコネクタ数を変えることなく、バーチャルシステムとの接続を可能にすることも出来るようになり、既存レンズに対しコネクタの追加なしでバーチャルシステムとの接続が可能となる。また、選択・設定手段１２８は、コネクタ１２６ａ〜１２６ｃが持っている複数のピンの１つに選択・設定の機能を割り当てて実現することが出来る。その他、設定スイッチや、テレビレンズに装着しているスイッチと表示装置を使用した設定を行っても同じである。また、デマンドコネクタ以外の既存コネクタとの兼用化を行っても同じである。

以上、述べた構成により、バーチャルシステム接続用のコネクタを既存のデマンドコネクタとを共有化することで、柔軟な機器接続が可能とすると伴に、既存のコネクタ数を変えることなく、バーチャルシステムとの接続を可能にすることも出来るようになる。

（第４の実施例）
図８、図９に第４の実施例を表す。図８はバーチャルシステム接続用コネクタのピン機能の例を示したものである。同図において、ＰＩＮ１０はズーム位置を表すアナログ電圧出力信号であり、ＰＩＮ１３はフォーカス位置を表すアナログ電圧信号信号である。また、ＰＩＮ４とＰＩＮ５はズーム位置を表すデジタルパルス列信号であり、ＰＩＮ６とＰＩＮ７は、フォーカス位置を表すデジタルパルス列信号であり、ＰＩＮ８とＰＩＮ９はアイリス位置を表すデジタルパルス列信号である。また、ＰＩＮ１５とＰＩＮ１６、ＰＩＮ１７とＰＩＮ１８とは、データ通信入出力信号線であり、バーチャルシステムとデータ通信を行う際には、ズーム、フォーカス、アイリスの位置情報等を送受信することになる。また、ＰＩＮ１１とＰＩＮ１２はエクステンダーの装着状況を表す２ビットのデジタル信号である。また、ＰＩＮ１とＰＩＮ２０は電源供給信号である。この様に、１つのコネクタ内にズーム、フォーカス、アイリス等の可動光学部材の位置情報をアナログ電圧出力信号１１５とデジタルパルス列信号１１６とデータ通信入出力信号線１１８の３つの方式を構成することで、従来例１から３で説明した、どのようなバーチャルシステム２００とも改造無しに、容易かつ安価に接続することが出来る様になる。

更に、図９は、テレビレンズ１００とバーチャルシステム２００との間で、アナログ電圧出力信号１１５の送受を行う際に、バーチャルシステム２００側の信号レベルや基準電圧レベルが異なる場合に必要となる整合回路の例を示してある。図９の示す通り、整合回路を構成するには、電源供給信号ＰＩＮ１，ＰＩＮ２０が必要となると伴に、テレビレンズ側のアナログ電圧信号の基準電圧信号ＰＩＮ１４を使用して、差動増幅回路を構成することで正確にアナログ電圧信号の送信が可能となる。この他、テレビレンズ１００とバーチャルシステム２００との間を電気的絶縁が必要な場合にも、電源供給信号ＰＩＮ１，ＰＩＮ２０と各信号線とで絶縁回路を形成することで実現出来る。この様に、図８のバーチャルシステム接続用コネクタに、電源供給信号ＰＩＮ１，ＰＩＮ２０とアナログ電圧出力信号の基準電圧信号線ＰＩＮ１４とを設けることにより、テレビレンズとバーチャルシステム間に追加回路が必要な場合でも、容易に対応することが可能となる。

更に、２相のデジタル化された位相信号において、移動方向を切替る設定手段を持たせることで、接続されるバーチャルシステム毎に移動方向の整合をとるための結線変更が不要となり、各バーチャルシステムとの接続が容易になる。この設定により２相の信号内容を逆転させるか、しないかを行うこととなる。この移動方向の設定手段は２相のデジタル化された位相信号だけでなく、アナログ電圧信号とデータ通信による方式にも適用可能である。アナログ電圧信号では、この設定手段により信号電圧関係を反転させるか、しないかを行うことになる。また、データ通信では、この設定手段によりデータの大小関係を反転させるか、しないかを行うことになる。

更に、アナログ電圧出力信号１１５とデジタルパルス列信号１１６とデータ通信入出力信号１１８の３つの方式を構成において、信号送受を許可／禁止する設定手段を設けたものである。設定手段は設定スイッチやテレビレンズに付属するスイッチや表示手段を使用して実現出来るとする。この設定手段によりアナログ電圧信号とデジタルパルス列信号とデータ通信線の３方式の個々について信号送受を許可／禁止することが可能となる。これにより、アナログ電圧信号でバーチャルシステムとの接続を行っている場合は、デジタルパルス列信号とデータ通信線の信号送受を禁止することで、アナログ電圧信号にデジタルノイズやクロストークノイズを減らすことが可能となる。また、どれか１つの方式のみを許可し、その他の方式を禁止することで、３つの方式を許可している場合に比較して、低消費電流化出来るようになる。この様に、アナログ電圧信号とデジタルパルス列信号とデータ通信線の３方式の個々について信号送受を許可／禁止することにより、耐ノイズ性、低電力性の良い、バーチャルシステムを構成することが可能となる。

本発明の第１実施例 （ａ）は第１実施例における、アナログ位置／デジタルパルス変換手段より出力される２相、位相差信号によるデジタルパルス列、（ｂ）は第１実施例における、アナログ位置／デジタルパルス変換手段より出力される２相、アップ／ダウン信号によるデジタルパルス列 第１の実施例における処理フロー 本発明の第２実施例 第２の実施例における処理フロー 本発明におけるシステム概略図 本発明の第３実施例 本発明の第４実施例：バーチャルインターフェースコネクタピンの例 本発明の第４実施例：外部付加回路 既存、テレビレンズシステム概略図 従来例１のブロック図 従来例１における、テレビレンズ〜バーチャルシステム間の信号詳細図 従来例２のブロック図 従来例２における、テレビレンズ〜バーチャルシステム間の信号詳細図 従来例３のブロック図

符号の説明

１００ テレビレンズ
１０１ ＣＰＵ（テレビレンズ内）
１０２ ＤＡコンバータ（テレビレンズ内）
１０３ 電力増幅器（テレビレンズ内）
１０４ ズームモータ
１０５ ズームレンズ
１０６ ズームポテンショメータ
１０７，１１３ 演算増幅器（テレビレンズ内）
１０８ ＡＤコンバータ（テレビレンズ内）
１０９ ズームデジタルエンコーダ（テレビレンズ内）
１１０ カウンタ（テレビレンズ内）
１１１ ズームアナログエンコーダ
１１２ 通信処理部（テレビレンズ内）
１１４ アナログ位置／デジタルパルス列変換手段
１１５ アナログ電圧出力信号
１１６ デジタルパルス列信号
１１７ エクステンダー出力信号
１１８ データ通信入出力信号
１１９ 映像合成用入出力コネクタ
１２０ テレビカメラ
１２１ ズームデマンド
１２２ フォーカスデマンド
１２３、１２４ デマンドコネクタ
１２５ バーチャルシステム接続専用コネクタ
１２６ａ〜１２６ｃ 機能兼用化したコネクタ
１２７ａ〜１２７ｃ 機能切換え手段
１２８ 機能選択・設定手段
１３０ バッファーアンプ
１３１ デマンド用入出力処理回路
１３２ バーチャルシステム用入出力処理回路
２００ バーチャルシステム
２０１ ＣＰＵ（バーチャルシステム内）
２０２ カウンタ（バーチャルシステム内）
２０３ 演算増幅器（バーチャルシステム内）
２０４ ＡＤコンバータ（バーチャルシステム内）
２０５ 通信処理部（バーチャルシステム内）
３００ 本発明によるテレビレンズ〜バーチャルシステム間インターフェース
３０１ 従来例１のテレビレンズ〜バーチャルシステム間インターフェース
３０２ 従来例２のテレビレンズ〜バーチャルシステム間インターフェース
Ｓ１００〜Ｓ１０６、Ｓ１１１ 処理フローにおける処理ステップ番号
ＰＩＮ１〜ＰＩＮ２０ コネクタピン番号１〜２０

Claims (17)

1. 光学可動部材と、前記光学可動部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段の位置情報を認識し、前記光学可動部材の駆動制御を行う制御手段とを有するレンズ装置において、
   バーチャル映像と撮影映像の映像合成処理を目的とした入出力信号を備え、
   前記映像合成処理を目的とした入出力信号は、前記光学可動部材に連動した前記位置検出手段からの位置情報をアナログ電圧信号による方式及びデジタルパルス列の方式及び前記制御手段からのデータ通信による方式の３つの方式で情報伝達可能であることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記光学可動部材は、エクステンダーであり、
   前記映像合成処理を目的とした入出力信号は、該エクステンダーに連動した前記位置検出手段からの位置情報を１〜２ビットで表せるデジタル出力の方式及び前記制御手段からのデータ通信による方式の２つの方式で情報伝達可能であることを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
3. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号は、前記アナログ電圧信号を伝達するための基準電圧信号を有することを特徴とする、請求項１又は２記載のレンズ装置。
4. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号は、外部機器との信号整合や信号絶縁を可能とする為の電源供給線を有することを特徴とする請求項１乃至３記載のレンズ装置。
5. 前記位置検出手段はアナログ位置検出手段であり、該アナログ位置検出手段からのアナログ位置信号を前記デジタルパルス列へ変換する変換手段を設けたことを特徴とする請求項２乃至４記載のレンズ装置。
6. 前記デジタルパルス列は２相のデジタル化された位相信号により移動方向と移動量を表すことを特徴とする請求項２乃至５記載のレンズ装置。
7. 前記デジタルパルス列は２相のデジタル化されたアップ／ダウン信号により、移動方向と移動量を表すことを特徴とする請求項２乃至５記載のレンズ装置。
8. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号である前記デジタルパルス列は、信号出力を行うか否かの設定を行う設定信号を有することを特徴とする請求項６又は７記載のレンズ装置。
9. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号である前記データ通信による方式は、データ通信を行うか否かの設定を行う設定手段を有することを特徴とする、請求項１又は２記載のレンズ装置。
10. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号全てを１つのコネクタに納めたことを特徴とする請求項１乃至９記載のレンズ装置。
11. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号全てを前記レンズ装置の通常撮影に使用している１つのコネクタを流用して使用可能とする為の選択設定手段を有したことを特徴とする、請求項１乃至１０記載のレンズ装置。
12. 前記レンズ装置の通常撮影に使用している１つのコネクタは、前記レンズ装置の操作手段と接続するコネクタであることを特徴とする請求項１１記載のレンズ装置。
13. 前記選択設定手段に基づき、前記レンズ装置の操作手段用の通信プロトコルを使用するか、映像合成システム用の通信プロトコルを使用するかを選択決定する前記制御手段又はプログラムを有することを特徴とする請求項１１及び１２記載のレンズ装置。
14. 前記レンズ装置と接続された外部機器に前記アナログ電圧信号による方式及びデジタルパルス列の方式の２つの方式を認識できる認識手段が設けられている場合、前記光学可動部材に連動した前記位置検出手段からの位置情報を前記デジタルパルス列の方式で情報伝達することを特徴とする請求項１乃至１３記載のレンズ装置。
15. 前記レンズ装置と接続された外部機器に前記３つの方式を認識できる認識手段が設けられている場合、前記光学可動部材に連動した前記位置検出手段からの位置情報を前記制御手段からのデータ通信による方式で情報伝達することを特徴とする請求項１乃至１３記載のレンズ装置。
16. 前記映像合成処理を目的とした入出力信号で前記デジタルパルス列の移動方向を切替える設定手段を有したことを特徴とする請求項１乃至１５記載のレンズ装置。
17. 請求項１乃至１６記載のレンズ装置と、該レンズ装置に装着されたカメラ装置と、前記バーチャル映像を生み出すバーチャル生成装置と、前記バーチャル映像と撮影映像の映像合成処理を行う映像合成処理手段と、を有するバーチャルシステム。

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