JP2016157033A - レンズ操作装置、レンズ装置、レンズシステム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影者の任意の位置に複数の操作負荷を設定可能とすること、操作位置に対する制御対象の位置関係が変更されたら制御対象に対応したマーキング位置を自動設定すること、マーキング位置での微調整を可能とすることができるレンズ操作装置を提供すること。【解決手段】操作部材の変位に応じたレンズコントロール信号を出力し、該信号に基づいてレンズ装置の制御対象を制御するレンズ操作装置において、前記操作部材の変位を検出し、該検出した変位に応じた変位位置を出力する変位検出手段と、前記操作部材に対して操作負荷を発生させる負荷発生手段と、前記操作部材に対して特定の位置を設定する位置設定手段と、前記制御対象の位置または、前記変位位置のうち少なくとも一つの位置情報および、前記位置設定手段により設定される設定位置に基づいて、前記負荷発生手段を制御することにより、前記操作部材に与える操作負荷を可変する負荷制御手段と、を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ操作装置の操作部の操作位置を認識するための技術に関する。

撮影システムにおいて、ズームレンズ、フォーカスレンズ等の可動光学部材を駆動するレンズ装置と、可動光学部材を制御対象として操作を行うレンズ操作装置がある。撮影者は目標のレンズ位置を知る必要がある場合には、レンズ位置に対応したレンズ操作装置の位置に対し、シール等によりマーキングを行っている。
しかし、マーキングではレンズ操作装置を目視して位置の確認しなければならないため、撮影中においては撮影中の映像から視線をそらさなければならないため煩雑である。

そこで、従来技術では、レンズ操作装置において、操作部の操作負荷を変化させることで、操作者に上記のマーキングした位置（以下、マーキング位置）を認識させようとする技術が開示されている（特許文献１参照）。

特開2003-107318号公報

しかしながら、特許文献１では、操作者の様々な要求や実使用上の問題に応えることができない。特許文献１では、レンズ装置のレンズ可動端を知らしめることのみを目的としており、それ以外の任意の位置に対し、操作負荷を設定することができない。さらに、特許文献１ではあくまでも操作位置に対する操作負荷を変更している。従って、操作位置に対する制御対象の位置関係が変更されると、マーキング位置と制御対象の位置の関係が変わってしまう。また、単純にマーキング位置の操作負荷を単純に増減させると、操作負荷の急激な変化などにより、マーキング位置付近での微妙な操作を困難にしてしまう。

そこで、本発明の目的は、撮影者の任意の位置に複数の操作負荷を設定可能とすること、操作位置に対する制御対象の位置関係が変更されたら制御対象に対応したマーキング位置を自動設定すること、マーキング位置での微調整を可能とすることができるレンズ操作装置を提供することにある。また、上記目的を実現するレンズ装置やレンズシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、操作部材の変位に応じたレンズコントロール信号を出力し、該信号に基づいてレンズ装置のレンズ駆動を制御するレンズ操作装置において、前記操作部材の変位を検出し、該検出した変位に応じた変位位置を出力する変位検出手段と、前記操作部材に対して操作負荷を発生させる負荷発生手段と、前記操作部材に対して特定の位置を設定する位置設定手段と、前記レンズの位置を示すレンズ位置または、前記変位位置のうち少なくとも一つの位置情報および、前記位置設定手段により設定される設定位置に基づいて、前記負荷発生手段を制御することにより、前記操作部材に与える操作負荷を可変する負荷制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、撮影者の任意の位置に複数の操作負荷を設定可能とすること、操作位置に対する制御対象の位置関係が変更されたら制御対象に対応したマーキング位置を自動設定すること、マーキング位置での微調整を可能とすることができるレンズ操作装置の提供を実現できる。

実施例1の機能ブロック図 実施例1の負荷発生手段15を説明する構成図 実施例1の操作制御CPU12の動作フロー 実施例1のレンズ駆動信号調整手段13への対応を説明する図1 実施例1のレンズ駆動信号調整手段13への対応を説明する図2 実施例2の機能ブロック図 実施例2の操作負荷量設定を説明する図１ 実施例2の操作負荷量設定を説明する図２ 実施例3の機能ブロック図 実施例3の操作制御CPU12の動作フロー１ 実施例3の操作負荷変更による微調整を説明する図１ 実施例3の操作負荷変更による微調整を説明する図２ 実施例3の操作制御CPU12の動作フロー２ 実施例3の分解能変更による微調整を説明する図 実施例4の機能ブロック図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例1］
以下、図1〜図5を用いて、本発明の第1の実施例を説明する。まず、図1を用いて、本実施例に用いる撮影システムについて説明する。図1は本発明の撮影システムにおける機能ブロック図である。

図1に示す撮影システムは、主に、レンズ操作装置1、レンズ装置2にて構成される。レンズ操作装置1は主として操作部材11、操作制御CPU12、レンズ駆動信号調整手段13、負荷設定部14、負荷発生手段15にて構成されており、操作対象のレンズを駆動するための操作指令を出力する装置である。レンズ装置2はレンズ部21とレンズ駆動部22で構成されており、レンズ部21はズームレンズ、フォ-カスレンズ、アイリス等の光学部材で、レンズ駆動部22はレンズ操作装置1のレンズ操作指令により、レンズ部21の駆動を行う。

ここではレンズ操作装置1をフォーカスレンズ操作装置として説明を行う。レンズ操作装置１の操作部材11は、回転機構を持ったノブである回転ノブ111と、回転ノブ111の位置を検出する変位検出手段112により構成されており、撮影者は操作部材11の操作により制御対象であるレンズの操作を行う。レンズ制御CPU12は負荷位置算出手段121、レンズ負荷位置記憶手段122、負荷制御手段123、レンズ駆動制御手段124で構成されており、レンズ操作指令の生成や操作負荷の制御を行っている。

負荷位置算出手段121は操作部材11の操作負荷を発生させる位置の算出を行い、レンズ負荷位置記憶手段122は、操作部材11の操作負荷が発生する位置に対応したレンズ位置の記憶を行う。負荷制御手段123は負荷発生手段15の操作負荷制御を行う。レンズ駆動制御手段124は、変位検出手段112の値とレンズ駆動信号調整手段13の値により、レンズ装置へのレンズ操作指令を生成する。

負荷設定部14は、マーキング位置を設定するための位置設定手段である位置設定SW141、操作負荷発生機能の許可、停止を行う負荷機能許可SW142、マーキング位置の初期化を行う負荷機能リセットSW143、操作負荷量を設定する負荷量可変VR144で構成されている。主にマーキング機能の設定を行っている。

図2は負荷発生手段15の構造の一例について説明する図である。なお、図1と同一構成部分については同一の符号をつけ説明を省略する。負荷発生手段15はモータ部151、可変抵抗部152で構成されており、モータ部151の出力はギアにより操作部材11と機械的に接続されている。ここではモータ部151を2端子DCモータとして説明する。モータ部151の動力線間に可変抵抗部152を接続し、負荷制御手段123からの指令により可変抵抗部152の抵抗値を操作することで、操作部材11の操作負荷量を任意に設定することが可能である。

以下、図3を用いて、レンズ操作装置の動作について説明する。図3はレンズ操作装置1において、マーキング位置の設定を行う操作制御CPU12の動作フローである。ステップST301で処理を開始し、ステップST302では位置設定SW141が押下されたことを判別し、位置設定SW141が押下された場合にはステップST303へ進む。ステップST303では変位検出手段112により回転ノブ111の位置POSI_NOBを取得し、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOBとして設定を行う。

T_POSI_NOB = POSI_NOB （式1）
ステップST303により、回転ノブ位置POSI_NOBが回転ノブ負荷位置T_POSI_NOBと同位置になった際には、回転ノブ111に操作負荷が発生する。ステップST304ではレンズ駆動信号調整手段13より、レンズ駆動方向設定DIR_SWと、レンズ駆動量設定D_CURVE を取得する。レンズ駆動方向設定DIR_SWとは、回転ノブによる操作対象の駆動方向極性を決定するスイッチであり、レンズ駆動量設定D_CURVEとは回転ノブの回転量に対するレンズ駆動量の変換を行う関数である。これらは以下、図4、図5で説明する。

ステップST305では回転ノブ負荷位置T_POSI_NOBに対して、レンズ駆動方向設定DIR_SW、レンズ駆動量設定D_CURVEを考慮したレンズ負荷位置T_POSI_LENSを式2の関数F1により算出する。

T_POSI_LENS = Ｆ1 (T_POSI_NOB, DIR_SW, D_CURVE) （式2）
ステップST306ではステップST305で算出されたレンズ負荷位置T_POSI_LENSをレンズ負荷位置記憶手段122に記憶し、ステップST302へ戻る。ステップST302で負荷位置設定SW141が押下されていない場合、ステップST307へ進む。ステップST307ではレンズ駆動信号調整手段13の設定が変更されていることを判別し、設定が変更されていない場合にはステップST302へ戻り、設定が変更されている場合にはステップST308へ進む。

ステップST308では現在設定されている回転ノブ負荷位置T_POSI_NOBの情報を削除する。ステップST309ではレンズ駆動信号調整手段13より、レンズ駆動方向設定DIR_SW、レンズ駆動量設定D_CURVEを取得する。ステップST310ではステップST306で記憶したレンズ負荷位置T_POSI_LENSとステップST309で新たに取得したレンズ駆動方向設定DIR_SW、レンズ駆動量設定D_CURVEにより回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Sを式3の関数F2により算出する。

T_POSI_NOB_S = Ｆ2 (T_POSI_LENS, DIR_SW, D_CURVE) （式3）
ステップST311ではステップST309で算出された回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Sを新たなマーキング位置として設定し、ステップST302へ戻る。

T_POSI_NOB = T_POSI_NOB_S （式4）
以上のフローにより、目的となるレンズ位置に対応したレンズ操作装置の位置に、操作負荷を設定することができる。

図4はレンズ駆動方向設定DIR_SWが変更された場合を説明する図である。図4において（A）はレンズ装置2のフォーカスレンズ位置を表す図で、図4(B)は(A)のフォーカスレンズ位置に対応した回転ノブ111の位置を表す図である。レンズ駆動方向設定DIR_SW_OFF、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aが設定されている状態において、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_A、レンズ駆動方向DIR_SW、レンズ駆動量D_CURVEから式2により、レンズ負荷位置T_POSI_LENSを算出して、記憶する。

次に、レンズ駆動方向設定DIR_SW_OFFからレンズ駆動方向設定DIR_SW_OFF_ONに値が変化すると、レンズの駆動曲線がCURVE_AからCURVE_Bに変更される。この時、記憶しているレンズ負荷位置T_POSI_LENSと、新たに取得したレンズ駆動方向設定DIR_SW_ONから式4により、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Bの算出を行い、新たなマーキング位置として設定を行う。

図5はレンズ駆動量設定D_CURVEが変更された場合を説明する図である。図5において（A）はレンズ装置2のフォーカスレンズ位置を表す図で、図5(B)は(A)のフォーカスレンズ位置に対応した回転ノブ111の位置を表す図である。レンズ駆動量設定D_CURVE_1、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aが設定されている状態において、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_A、レンズ駆動方向DIR_SW、レンズ駆動量設定D_CURVE_1から式2により、レンズ負荷位置T_POSI_LENSを算出して、記憶する。

次に、レンズ駆動量設定D_CURVE_1がレンズ駆動量設定D_CURVE_2に値が変化すると、レンズの駆動曲線がCURVE_CからCURVE_Dに変更される。この時、記憶しているレンズ負荷位置T_POSI_LENSと、新たに取得したレンズ駆動量設定D_CURVE_2から式4により、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Bの算出を行い、新たなマーキング位置として設定を行う。

レンズ操作装置の操作位置に操作負荷を設定するだけでは、操作位置に対する制御対象の位置関係が変わってしまう可能性あるが、図2のフローを実施することで、制御対象に対応したレンズ操作装置の位置に操作負荷を再設定することが可能である。そのため、撮影者がレンズ操作装置のレンズ駆動方向設定DIR_SWやレンズ駆動量設定D_CURVEを任意に変更しても、目的とする制御対象位置を認識することができる。

本実施例では一例としてフォーカスレンズ操作装置について説明してきたが、ズームレンズ、アイリスでも対応可能である。また、マーキング位置を１点で説明しているが、レンズ負荷位置記憶手段122に複数の位置を記憶させることにより、複数の回転ノブ負荷位置が設定されていても対応することが可能である。

［実施例2］
以下、図6〜図8を用いて、本発明の第2の実施例を説明する。まず、図6を用いて、本実施例に用いる撮影システムについて説明する。なお、図1と同一構成部分については同一の符号をつけ説明を省略する。図6は本発明の撮影システムにおける機能ブロック図である。負荷設定部14にはマーキング位置に対して操作負荷を発生させる範囲を変更する負荷範囲可変VR145が構成されている。

図7、図8は回転ノブ111の位置と操作負荷発生方法の一例を説明する図である。図7、図8では回転ノブ駆動方向に基づいて、回転ノブ位置POSI_NOBが移動してゆく。回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aを中心に-X1とＸ1の範囲である負荷範囲X1、-X2とＸ2の範囲である負荷範囲X2が設定されている。

図7では回転ノブ位置POSI_NOBが回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aに近づくほど操作負荷が大きくなる様を表している。負荷範囲X2の範囲外では操作負荷量を小とし、負荷範囲X2の範囲内では操作負荷量を中とし、負荷範囲X1の範囲内では操作負荷量を大とする。また、図8のような操作負荷発生方法にすることで、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aをより認識しやすくすることができる。負荷範囲-X2の位置より手前では操作負荷量を小とし、負荷範囲-X2の位置より操作負荷量を中とし、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aより操作負荷量を大とし、負荷範囲X1の位置を超えた際には操作負荷量を小とする。

以上により、撮影者はマーキング位置付近であること、マーキング位置に到達したことを容易に認識することが可能となる。負荷範囲X1、負荷範囲X2は使用者が任意の範囲を設定することができる。また、本実施例では2個の負荷範囲で説明したが、複数の負荷範囲を設定することもできる。ズームレンズ位置、アイリス位置より合焦範囲を算出し、負荷範囲としてもよい。また、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aに対応するフォーカスレンズ位置での焦点深度範囲を負荷範囲と設定してもよい。

本実施例では操作負荷量を３種類から選択して説明したが、線形に操作負荷を変化させてもよい。

［実施例3］
以下、図9〜図14を用いて、本発明の第3の実施例を説明する。まず、図9を用いて、本実施例に用いる撮影システムについて説明する。なお、図6と同一構成部分については同一の符号をつけ説明を省略する。図9は本発明の撮影システムにおける機能ブロック図である。操作制御CPU12にある分解能制御手段125は、レンズ駆動信号調整手段13のレンズ駆動量設定D_CURVEの値に対して制御を行う。負荷設定部14には操作負荷が発生する範囲内での分解能制御手段124の設定を行う分解能設定SW146が構成されている。

図10はレンズ操作装置1において、マーキング位置での操作負荷を変更することにより、マーキング位置での微調整を容易に行うための操作制御CPU12動作フローである。本実施例について図10、11、12を用いて説明する。ステップST1001で処理を開始し、ステップST1002では操作負荷を図10のように回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_Aに近づくほど操作負荷量を大きくなる。ステップST1003では負荷範囲X1の範囲内に回転ノブ位置POSI_NOBがいることを判別する。

ステップST1003で負荷範囲X1内に回転ノブ位置POSI_NOBがいると判別された場合にはステップST1004へ進み。いないと判別された場合にはステップST1002へ戻る。ステップST1004では、負荷範囲X1の範囲内で回転ノブ位置POSI_NOBが一定時間未操作であることを判別し、未操作である場合はステップST1005へ進む。ステップST1005で操作負荷を図11のように回転ノブ位置Aに近づくほど操作負荷を小さくする操作負荷設定に変更する。

この制御により、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_A付近での回転ノブ操作が軽くなるため、微調整が容易となる。ステップST1006では負荷範囲X2内に回転ノブ位置POSI_NOBがいる間は微調整を行っていると判別しステップST1006へ戻る。負荷範囲X2内にいない場合にはステップST1002へ戻り、微調整時の操作負荷量設定を終了する。

図13はレンズ操作装置1において、回転ノブ負荷位置T_POSI_NOB_A付近で回転ノブ111の分解能を変更することでマーキング位置での微調整を容易に行うための操作制御CPU12動作フローである。本実施例について図13、14を用いて説明する。また、レンズ装置１の合焦範囲において回転ノブの操作負荷が発生するものとして説明する。ステップST1301で処理を開始し、ステップST1302では信号調整情報DIR_SW、D_CURVEを取得する。ステップST1303ではレンズ負荷範囲となる合焦範囲POSI_FOCUSINGをズームレンズ位置Z_FOLとアイリス位置I_FOLから式5の関数F3により算出する。

POSI_FOCUSING = F3 ( Z_FOL, I_FOL) （式5）
ステップST1304ではフォーカスレンズコントロール信号を式6の関数F2により算出する。

F_CTRL = F4 ( POSI_NOB , DIR_SW , D_CURVE ) （式6）
ステップST1305ではステップST1303で算出した合焦範囲POSI_FOCUSING内に、フォーカスレンズコントロール信号F_CTRLの指令位置があることを判別する。フォーカスレンズコントロール信号が合焦範囲内にいない場合にはステップST1302へ戻り、合焦範囲内にある場合にはステップST1306へ進む。ステップST1306では合焦範囲レンズ駆動量設定F_D_CURVEを式8の関数F5により算出する。

F_D_CURVE = F5 ( D_CURVE, POSI_FOCUSING ) （式7）
ステップST1307では合焦範囲内でのフォーカスレンズコントロール信号を式9の関数F6により算出する。

F_CTRL = F6 ( POSI_NOB , F_D_CURVE ) （式8）
ステップST1308では合焦範囲POSI_FOCUSING内にフォーカスレンズコントロール信号F_CTRLがあることを判別する。フォーカスレンズコントロール信号が合焦範囲POSI_FOCUSING内にある場合にはステップST1307へ戻り、合焦範囲レンズ駆動量設定F_D_CURVEによりフォーカスレンズコントロール信号F_CTRLを算出する。フォーカスレンズ位置が合焦範囲POSI_FOCUSING内にいない場合にはステップST1302へ戻る。

本実施例ではレンズコントロール信号を用いて説明を行ったが、レンズフォロー信号でも実質的には変わらない。また、レンズ駆動部22のギア等にはメカ的な遊びであるバックラッシュが存在する。

そのため、予めバックラッシュ量を測定しておき、レンズコントロール信号にバックラッシュ量を考慮した補正値を持たせることで、より正確な操作を行うことが可能である。ただし、回転ノブ負荷位置を算出する際には、バックラッシュ補正を考慮する前の値で計算する必要がある。

図14は図13の操作制御CPU12フローの効果を説明する図である。図14（A）は合焦範囲でのレンズコントロール信号分解能変更前の図である。図14（B）は合焦範囲内のレンズコントロール信号分解能を変更した図である。レンズ操作装置の回転ノブ可動範囲が変わるため、主にエンドレスに操作可能なフォーカスレンズ操作装置に適している図14（C）は合焦範囲中心部での微調整を考慮して、レンズコントロール信号分解能を変更した図である。レンズ操作装置の回転ノブ可動範囲が変わらないため、操作端のあるフォーカスレンズ操作装置に適している。

［実施例4］
以下、図15を用いて本発明の第4の実施例を説明する。図15は機能ブロック図である。なお、図9と同一構成部分については同一の符号をつけ説明を省略する。図15（A）のレンズ装置2内にあるフォーカス環23は、フォーカスレンズと可動メカ部材により接続され、手動でのフォーカスレンズ操作が可能である。レンズモータ部24はフォーカス環23と接続されているモータである。ここではレンズモータ部24を2端子DCモータとして説明する。

レンズモータ部24の動力線間にレンズ可変抵抗部25を接続し、抵抗値を操作することで、レンズモータ部に接続されているフォーカス環の操作負荷量を任意に設定することが可能である。

図15（A）ではフォーカス環23に操作負荷用のレンズモータ部24を接続して、レンズ装置2内で操作負荷を与えるシステムとなっている。図15（B）ではレンズモータ部24にレンズ可変抵抗部25とレンズ駆動部を接続することで、レンズモータ部24を操作負荷用、レンズ駆動用のどちらでも併用できるシステムとなっている。

本実施例では一例としてフォーカスレンズ操作装置について説明してきたが、ズームレンズ、アイリスでも対応可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

レンズ装置、カメラ装置、撮影システム。

1 レンズ操作装置、2 レンズ装置、11 操作部材、12 操作制御ＣＰＵ、
13 レンズ駆動信号調整手段、14 負荷設定部、15 負荷発生手段、111 回転ノブ、
112 変位検出手段、121 負荷位置算出手段、122 レンズ負荷位置記憶手段、
123 負荷制御手段、124 レンズ駆動制御手段、125 分解能制御手段、
141 位置設定SW、142 負荷機能許可ＳＷSW、143 負荷機能リセットSW、
144 負荷量可変VR、145 負荷範囲可変 VR、146 分解能設定SW、21 レンズ部、
22 レンズ駆動部、23 フォーカス環、24 レンズモータ部、25 レンズ可変抵抗部

Claims (6)

1. 操作部材の変位に応じたレンズコントロール信号を出力し、該信号に基づいてレンズ装置の制御対象を制御するレンズ操作装置において、
   前記操作部材の変位を検出し、該検出した変位に応じた変位位置を出力する変位検出手段と、
   前記操作部材に対して操作負荷を発生させる負荷発生手段と、
   前記操作部材に対して特定の位置を設定する位置設定手段と、
   前記制御対象の位置または、前記変位位置のうち少なくとも一つの位置情報および、前記位置設定手段により設定される設定位置に基づいて、前記負荷発生手段を制御することにより、前記操作部材に与える操作負荷を可変する負荷制御手段と、
   を備えたことを特徴とするレンズ操作装置。
2. 前記レンズコントロール信号を調整するレンズ駆動信号調整手段と、前記レンズ駆動信号調整手段の値に応じて、前記レンズ駆動信号調整手段の値と前記レンズ位置情報に基づいて、前記操作部材に対して操作負荷を発生させる位置を算出する負荷位置算出手段を持つ
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ操作装置。
3. 前記操作部材は、レンズ装置のフォーカス操作部材であり、前記負荷位置算出手段は、レンズ装置の被写界深度に基づいて、前記負荷制御手段は、前記操作部材に与える操作負荷を可変することを特徴とする請求項２に記載のレンズ操作装置。
4. 前記操作部材は、レンズ装置のフォーカス操作部材であり、前記負荷位置算出手段は、前記設定位置におけるレンズ装置のフォーカスの焦点深度に基づいて、前記負荷制御手段は、前記操作部材に与える操作負荷を可変することを特徴とする請求項２に記載のレンズ操作装置。
5. 前記負荷制御手段は、前記変位信号が前記操作負荷発生位置に到達し、所定時間後に操作負荷量を変化させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ操作装置。
6. 前記変位信号と前記操作負荷発生位置との距離により、レンズ駆動信号調整手段の値を変更する分解能制御手段を持つことを特徴とする請求項１に記載のレンズ操作装置。