JP2006030656A - レンズ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 テレビレンズを交換してもバーチャルシステム側の光学情報の変更を必要としないレンズ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明では、その課題を解決するために、ズームレンズ、フォーカスレンズ、アイリス、等の光学可動部材と、光学可動部材の位置を検出するポテンシャルメータ、エンコーダ、等の位置検出手段と、を備え、光学可動部材の情報をバーチャルシステムに通信するテレビレンズにおいて、位置検出手段からの位置情報（ズーム情報、フォーカス情報、アイリス情報、等）を演算し、バーチャルシステムが認識できる光学情報を作成する演算処理手段を備えており、光学情報（画角、焦点距離、主点、Ｆナンバー、等）をバーチャルシステムに通信可能なことを特徴とする構成をとる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、テレビカメラ、ビデオカメラに使用されるレンズ装置に係る発明であり、特に、実写映像とコンピュータグラフィックを合成するバーチャルシステムとの通信にしようされるレンズ装置に係る発明である。

また、バーチャルシステムとレンズ装置を備えた映像合成システム及びレンズ装置とレンズ装置に装着されるカメラ装置を備えた撮影装置に係る発明である。

従来より、テレビレンズ（レンズ装置）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１７にテレビレンズのシステム概略図を表す。図１７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（カメラ装置）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（特許文献１〜９参照）。

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バーチャルシステムの運用が盛んに行われており、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）をバーチャル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。既存のバーチャル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１３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１３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１４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１５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１３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１６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１７にバーチャルシステム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１７は従来例１である図１３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。

また、従来のバーチャルシステムでは、テレビレンズからはズーム、フォーカス等の相対位置を読み込み、バーチャルシステム内で使用されているテレビレンズに応じた光学データを持ち、この光学データを参照してバーチャルシステム内でズーム、フォーカス等の相対位置に対応した光学データの算出が必要であった、このため、テレビレンズを交換するごとに、光学データの交換等の作業が必要であった。
特開２００１−９４８５７号公報 特開２００４−５６７４２号公報 特開２０００−２７０２６１号公報 特開２００１−２５１６１８号公報 特開２０００−２７０２０３号公報 特開平１０−４２３０７号公報 特開２００４−１３４９５０号公報 特開２０００−１０６６５０号公報 特開平１０−３０３８３８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（レンズ装置）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画像合成のタイミングロスを無くすと共に汎用的、標準的な通信プロトコルを設けることで、通信手段を有するバーチャルシステムとの接続を容易に行える様にすることを本提案の課題と考える。

また、テレビレンズを交換してもバーチャルシステム側の光学データの変更を必要としないシステムにすることも本提案の課題と考える。

本発明では、その課題を解決するために、光学可動部材と、該光学可動部材の位置を検出する位置検出手段と、を備え、該光学可動部材の情報をバーチャルシステムに通信するレンズ装置において、前記位置検出手段からの位置情報を演算し、前記バーチャルシステムが認識できる光学情報を作成する演算処理手段を備えており、該光学情報を該バーチャルシステムに通信可能なことを特徴とする構成をとる。

本発明では、レンズ装置内でバーチャルシステムが認識できる光学情報を作成することで、レンズ装置を交換してもバーチャルシステム側の光学情報の変更を必要としないシステムを提供できる効果ある。

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。

また、前記映像合成処理を目的とした通信手段による送信データは、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の相対位置データであることを特徴とする。これにより、レンズ固有の光学データを持ってなくともバーチャルシステムとの接続が可能となり、テレビレンズ（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。

次に第２の発明は、レンズ固有の光学データを記憶手段に持ち、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と、演算プログラムと演算処理手段とにより、送出データとしての新たな光学データを作り出すことを特徴とする。また、前記光学データはズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の駆動に伴い変化する画角、主点、物体距離、焦点距離、被写界深度、焦点深度の１つあるいは複数であることを特徴とする。これにより、テレビレンズ内の記憶された光学データより、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の駆動位置に応じた、新たな光学データを演算し送出する事が可能となり、バーチャルシステム側にレンズ固有のデータを用意し、バーチャルシステム側での画像合成に必要な光学位置データの演算が不要となり、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。また、バーチャルシステム側での演算処理が不要となることより、応答性の良いシステムが可能となる。

次に第３の発明は、前記映像合成処理を目的とした前記通信手段による送信データのデータ構成を選択設定する、データ構成選択設定手段を有したことを特徴とする。これにより、バーチャルシステム側が必要とするデータに合わせたデータ構成が可能となり、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と共に、バーチャルシステムが必要とするデータを効率よく送信出来るため、システムの性能向上が可能となる。

次に第４の発明は、前記映像合成処理を目的とした前記通信手段による送信データは、特定の受信データまたは、特定の入力信号に同期して送出することを特徴とする。これにより、映像信号に同期したタイミング等でシステム側からの特定コマンドを受信した場合や、特定の信号入力があった場合、テレビレンズは直ちに送信データを出すことが可能となり、テレビレンズの改造等を必要とせず容易にかつ安価に映像信号に同期したシステムが出来る。

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の実施例１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１１２である。データ通信の物理層はＲＳ−２３２やＲＳ−４２２、ＲＳ−４５６、ＵＳＢ、ブルーツゥース等が使用される。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、１１３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う。実際に送出されるデータ列の例を図６に示す。

図６では、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダーの相対位置データを１つのデータ列として、Ｓ１０５の処理で実行されるものとする。Ｓ１０５の処理後、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。

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。

次に、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実施例としてのブロック図を示してある。

図４は、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。

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、図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、図４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、本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。

また、図７に通信処理部１１２より送出される通信データの例を示す。図７において、まずバーチャルシステムへデータ送出を表すコマンドヘッダー（１バイト）を送出した後、ズーム、フォーカス、アイリスの相対位置データ（各２バイト）とエクステンダーの相対位置データ（１バイト）を出力します。その後、コマンドの終了である終了コマンド（１バイト）とコマンド列のエラー訂正符号であるフレームチェックシーケンス（１〜２バイト）を付け送出します。この様に、定型化されたコマンド列をテレビレンズより送出することで、バーチャルシステムとの接続がより明確になり、システムの構築がテレビレンズの改造無しに容易かつ安価に実現出来るようになる。

テレビレンズ１００からバーチャルシステム２００へデータ送出は、無線でも良い。テレビレンズ１００から遠距離にあるバーチャルシステム２００へのデータ通信は、通信ラインであるとケーブルの長さに限界が生じる。

図８に、実施例２のブロック構成を示す。図８において、図１及び図４と比較して記憶手段１４０と、演算処理部１４１とが追加されている。記憶手段１４０には、ズーム相対位置、フォーカス相対位置、アイリス相対位置、エクステンダー相対位置に応じた、光学データとして画角や主点、物体距離、焦点距離、被写界深度、焦点深度、Ｆナンバー等、レンズ固有の値が記憶されているものとする。また演算処理部１４１はポテンショメータやエンコーダからのズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の相対位置情報と、記憶手段１４０に記憶された光学データとから、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の相対位置における光学データ値を算出するものである。図８の構成において図３及び図５と同じ処理フローに従って処理されるが、Ｓ１０５及びＳ１１２でのデータ通信処理での処理内容が次の様になる。Ｓ１０５及びＳ１１２では、演算処理部１４１にて、この処理の前に取り込まれた、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の相対位置データと、記憶手段１４０に記憶された画角や主点、物体距離、焦点距離、被写界深度、焦点深度、Ｆナンバー等の光学データ（離散値）とから、現在位置に合致した光学データ値を直線補間等の演算手法により求め、その結果を通信データとして出力する。

このときの送出データ例を図９に示す。

図９において、まずバーチャルシステムへデータ送出を表すコマンドヘッダー（１バイト）を送出した後、画角データ、主点データ、アイリスＦ＿Ｎｏデータ（各２バイト）を出力します。その後、コマンドの終了である終了コマンド（１バイト）とコマンド列のエラー訂正符号であるフレームチェックシーケンス（１〜２バイト）を付け送出します。この様に、定型化されたコマンド列をテレビレンズより送出することで、バーチャルシステムとの接続がより明確になり、システムの構築がテレビレンズの改造無しに容易かつ安価に実現出来るようになる。また、テレビレンズより前記各相対位置データから、前記各光学データに変換して送出することで、バーチャルシステム側で必要であった、テレビレンズごとの光学データと、演算処理と、テレビレンズ交換時の光学データ変更作業が一切不要となるとともに、応答性の良いシステムの構築がテレビレンズの改造無しに容易かつ安価に実現出来るようになる。

図８の構成において、送出するデータ列の構成をバーチャルシステム側の要求するデータに選別設定することを可能とする選択設定手段を設けたテレビレンズであって、選択設定手段はテレビレンズ内の設定スイッチや、バーチャルシステムからの通信コマンド（選択設定コマンド）等により実現するものとする。

これにより、バーチャルシステムへ送出される通信データ列の例を図１０に示す。

図１０において、まずバーチャルシステムへデータ送出を表すコマンドヘッダー（１バイト）を送出した後、光学データ値である、画角データ、主点データ（各２バイト）と、ズーム、フォーカスの相対位置データ（各２バイト）とを出力します。その後、コマンドの終了である終了コマンド（１バイト）とコマンド列のエラー訂正符号であるフレームチェックシーケンス（１〜２バイト）を付け送出します。この様に、選択設定手段を設けることで、送出データ列をバーチャルシステム側の要求するデータ構成にすることが出来ること、相対位置データと光学データとを混在したデータ列の送出が可能となることなど、応答性の良いシステムの構築がテレビレンズの改造無しに容易かつ安価に実現出来るようになる。

実施例４として、バーチャルシステムとの同期手段を設けた場合の送信データ列のシーケンス図を図１１、及び、図１２に示す。

図１１はバーチャルシステムからの特定コマンド（１バイト）を同期コマンドとし、同期コマンドが来た場合、直ちに送信データ列を送出するものである。これにより、映像周期（垂直同期）毎にバーチャルシステム側から同期コマンドを入力することで、テレビレンズから映像周期に同期した送信データ列を送信することになる。この様に、定型化されたコマンド列をテレビレンズより送出することで、バーチャルシステムとの接続がより明確になり、映像信号に同期した応答性の良いシステムの構築がテレビレンズの改造無しに容易かつ安価に実現出来るようになる。

図１２は、図１１のバーチャルシステムからの同期コマンドの代わりに同期信号を入力した時のシーケンスであり、図１１と同じ効果を得ることが出来る。

以上の様に、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、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。

また、前記映像合成処理を目的とした通信手段による送信データは、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の相対位置データであることを特徴とする。これにより、レンズ固有の光学データを持ってなくともバーチャルシステムとの接続が可能となり、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、レンズ固有の光学データを記憶手段に持ち、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と、演算プログラムと演算処理手段とにより、送出データとしての新たな光学データを作り出すことを特徴とする。また、前記光学データはズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の駆動に伴い変化する画角、主点、物体距離、焦点距離、被写界深度、焦点深度、アイリスＦ＿Ｎｏの１つあるいは複数であることを特徴とする。これにより、テレビレンズ内の記憶された光学データより、ズーム、フォーカス、アイリス、エクステンダー等の駆動位置に応じた、新たな光学データを演算し送出する事が可能となり、バーチャルシステム側にレンズ固有のデータを用意し、バーチャルシステム側での画像合成に必要な光学位置データの演算が不要となり、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。また、バーチャルシステム側での演算処理が不要となることより、応答性の良いシステムが可能となる。

次に、前記映像合成処理を目的とした前記通信手段による送信データのデータ構成を選択設定する、データ構成選択設定手段を有したことを特徴とする。これにより、バーチャルシステム側が必要とするデータに合わせたデータ構成が可能となり、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と共に、バーチャルシステムが必要とするデータを効率よく送信出来るため、システムの性能向上が可能となる。

次に、前記映像合成処理を目的とした前記通信手段による送信データは、特定の受信データまたは、特定の入力信号に同期して送出することを特徴とする。これにより、映像信号に同期したタイミング等でシステム側からの特定コマンドを受信した場合や、特定の信号入力があった場合、テレビレンズは直ちに送信データを出すことが可能となり、テレビレンズの改造等を必要とせず容易にかつ安価に映像信号に同期したシステムが出来る。

また、本発明において、通信手段は無線でも有線で良く、得られる効果は同じである。

また、本発明において、実施例で示したコマンド列は例であり、終了コマンド、フレームチェックシーケンス等の付加コマンドについて付けなくても良く、同等の効果が得られる。

本発明の実施例（ブロック図１） 図２ａは図１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、図２ｂは図１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 図１における処理フロー 本発明の実施例（ブロック図２） 図４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 相対位置データの送信データ列の例 本発明の実施例２（ブロック図） 光学データの送信データ列の例 データ構成選択設定手段により設定された送信データ列の例 同期コマンド受信時の送信データ列の例 同期信号入力時の送信データ列の例 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
１４０ 記憶手段
１４１ 演算処理部
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

Claims (8)

1. 光学可動部材と、該光学可動部材の位置を検出する位置検出手段と、を備え、該光学可動部材の情報をバーチャルシステムに通信するレンズ装置において、
   前記位置検出手段からの位置情報を演算し、前記バーチャルシステムが認識できる光学情報を作成する演算処理手段を備えており、
   該光学情報を該バーチャルシステムに通信可能なことを特徴とするレンズ装置。
2. 前記位置情報は、ズーム情報、フォーカス情報、アイリス情報、エクステンダー情報のいずれか１つであり、前記光学情報は、画角情報、主点情報、焦点距離情報、被写界深度情報、焦点深度情報のいずれか１つである請求項１記載のレンズ装置。
3. 前記バーチャルシステムに前記光学情報を送出する第１モードと該バーチャルシステムに該光学情報と前記位置情報の両方が混在する情報を送出する第２モードを選択する選択切換手段を有する請求項１又は２記載のレンズ装置。
4. 前記バーチャルシステムは前記光学情報を認識できない請求項１〜３のいずれか一項記載のレンズ装置。
5. 前記位置情報は、相対位置情報である請求項１〜４のいずれか一項記載のレンズ装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載のレンズ装置と、該レンズ装置に装着されるカメラ装置とを有する撮影装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項記載のレンズ装置と、該レンズ装置に通信ラインを介して接続される前記バーチャルシステムとを有する映像合成システム。
8. 請求項１〜６のいずれか一項記載のレンズ装置と、該レンズ装置に無線で前記光学情報が通信される前記バーチャルシステムとを有する映像合成システム。
   

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