JP2017083492A - 撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】煩雑な作業を必要とせず駆動装置を接続可能とした撮影システムを提供すること。
【解決手段】可動光学部材と、前記可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出手段と、を有するレンズ装置と、前記レンズ装置に装着し、前記可動光学部材を駆動する駆動手段を有する駆動装置と、により構成されるレンズシステムであって、前記駆動装置は、前記レンズ装置との通信を行う通信手段を有し、前記通信手段により前記レンズ装置のレンズ情報を取得することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影システムに関し、特に駆動装置を備える撮影システムに関する。

従来、テレビ放送用のレンズ装置には、アイリス、ズーム、フォーカスなどを電動により駆動制御するための、モータ、位置センサ、制御回路などからなる制御装置（ドライブユニット）を一体的に装備しているものがある。特許文献１には、ポテンショメータとロータリエンコーダの位置センサを有したドライブユニットが開示されている。

一方、映画撮影用のレンズ装置では、一般に手動（力）によりレンズを駆動するマニュアル操作を前提としているためドライブユニットを備えていないものが多い。また、映画撮影用のレンズ装置は、画像補正処理や合成処理などの撮影後の映像加工の作業性を良くするために、撮影映像と同期してレンズの位置情報を記録する場合がある。そのため、映画撮影用のレンズ装置には、位置センサを搭載しているものがある。

特開２００５−２８３２７４号公報

ところで、近年では、映画撮影においてもレンズ装置を手動ではなく電動で操作したいという要望が増えており、標準では駆動装置を装備していないレンズ装置を電動で駆動制御できるようにするアクセサリ（付属装置）としての駆動装置の必要性が増加している。

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、付属装置としてドライブユニットをレンズ装置に接続する際は、ポテンショメータやロータリエンコーダなどの位置センサの接続調整や、接続後にレンズ装置の基準位置などを記憶する作業が必要となる。例えば、位置センサとして原点位置（Ｚ相）を出力するロータリエンコーダを用いる場合では、可動光学部材の可動域に対して１回のＺ相が出力させるように接続調整する。そして、Ｚ相の出力位置を基準とした各可動端のエンコーダカウント値を記憶する。この作業を行うことによって、はじめて可動光学部材の絶対位置を算出することが可能となる。

特に、ドライブユニットが付属装置として位置付けられる映画撮影においては、頻繁な取り外しが想定され、以上のような煩雑な接続作業は撮影者にとって大きな負担となる。

そこで、本発明の目的は、煩雑な作業を必要とせず駆動装置を接続可能とした撮影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、本発明に係るレンズシステムは、
可動光学部材と、前記可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出手段と、を有するレンズ装置と、前記レンズ装置に装着し、前記可動光学部材を駆動する駆動手段を有する駆動装置と、により構成されるレンズシステムであって、前記駆動装置は、前記レンズ装置との通信を行う通信手段を有し、前記通信手段により前記レンズ装置のレンズ情報を取得することを特徴とする。

本発明によれば、煩雑な作業を必要とせず駆動装置を接続可能とした撮影システムを提供することができる。

実施例１における撮影システムの構成を示すブロック図。 実施例１におけるドライブ内ＣＰＵ３１のレンズ駆動処理を示したフローチャート。 実施例２における撮影システムの構成を示すブロック図。 実施例２におけるドライブ内ＣＰＵ３１のレンズ駆動処理を示したフローチャート。 実施例２におけるレンズ内位置検出器１３とドライブ内位置検出器３３との対応関係を示すテーブルデータ。 実施例３におけるドライブ内ＣＰＵ３１のレンズ駆動処理を示したフローチャート。

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１〜２を参照して、本発明の第１の実施例による、撮影システムについて説明する。本実施例では、レンズ装置に搭載された位置検出器を使用してレンズを制御する例について述べる。

図１には、本発明の第１の実施例である撮影システムの構成を示している。本実施例の撮影システムは、レンズ装置１０と、該レンズ装置１０が着脱可能なカメラ装置２０と、レンズ装置１０に着脱可能でありレンズを駆動させるドライブユニット３０と、該ドライブユニット３０に接続されるフォーカス操作部材４０により構成される。

レンズ装置１０は、制御手段であるレンズ内ＣＰＵ１１と、焦点調整を行う可動光学部材であるフォーカスレンズ１２と、該フォーカスレンズ１２の位置を検出するレンズ内位置検出器１３により構成される。また、レンズ装置１０は可動光学部材として、フォーカスレンズ１２のほかに、図示しない変倍動作を行うズームレンズや、光量調整を行うアイリスが構成されるが、フォーカスレンズ１２と同様のため説明を省略する。

カメラ装置２０には、制御手段であるカメラ内ＣＰＵ２１が構成される。また、図示しない撮像素子を有し、レンズ装置１０を通過した光を結像させ電気信号に変換し、該電気信号は映像データへ変換される。該映像データは、記録装置へ記録したり、外部装置へ出力したりする。

ドライブユニット３０は、制御手段であるドライブ内ＣＰＵ３１とフォーカスレンズ１２を駆動するための駆動手段であるモータ３２により構成される。モータ３２はフォーカスレンズ１２とギア列等により連結され、ドライブ内ＣＰＵ３１からの駆動信号によりフォーカスレンズ１２を駆動する。

フォーカス操作部材４０は、ユーザにより操作される操作部を有し、該操作部の操作量に基づいた焦点位置の指令信号を出力する。レンズ内ＣＰＵ１１は、カメラ内ＣＰＵ２１と通信によるデータの送受信を行う通信部を有し、レンズ内位置検出器１３により検出されたレンズ位置情報をカメラ内ＣＰＵ２１に送信する。カメラ内ＣＰＵ２１は、受信したレンズ位置情報を映像データと共に記録する。

さらに、レンズ内ＣＰＵ１１は、ドライブ内ＣＰＵ３１と通信によるデータの送受信を行う通信部を有し、レンズ情報をドライブ内ＣＰＵ３１に送信する。

図２は本実施例におけるドライブ内ＣＰＵ３１のレンズ駆動処理の流れを示したフローチャートである。本実施例では、レンズ内ＣＰＵ１１は、レンズ情報としてレンズ内位置検出器１３により検出したレンズ位置信号をドライブ内ＣＰＵ３１に送信する例について説明する。

ステップＳ１０１では、フォーカス操作部材４０からフォーカスの指令信号を取得する。指令信号を取得すると、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、レンズ内ＣＰＵ１１からフォーカスレンズ１２のレンズ位置信号を取得する。レンズ位置信号を取得すると、ステップＳ１０３に進み、前記指令信号と前記レンズ位置信号を元にフォーカスレンズ１２の駆動信号を生成する。次にステップＳ１０４では、生成した駆動信号をモータ３２へ出力し、ギアを介してフォーカスレンズ１２を駆動させる。以上のステップＳ１０１〜Ｓ１０４を繰り返すことにより、フォーカスレンズ１２をユーザの意図する焦点位置に駆動し、焦点調整を行う。

本実施例によれば、レンズ装置１０に備えられたレンズ内位置検出器１３によるレンズ位置を取得することで、ドライブユニット３０には位置検出器を備える必要がない。よって、レンズ装置１０にドライブユニット３０を接続する際に、煩わしい位置検出器の調整をする必要はなく、着脱が容易となる。

なお、本実施例における、レンズ装置１０とカメラ装置２０間、またレンズ装置１０とドライブユニット３０間の通信においては、様々な通信方式により実現可能であり、また有線であっても無線であっても良い。

また、本実施例においては、レンズ装置１０とドライブユニット３０間において通信部を設け、レンズ情報を取得する例について述べたが、これに限られるわけではない。例えば、カメラ装置２０とドライブユニット３０間において通信部を設け、ドライブユニット３０は、カメラ装置２０を介してレンズ装置１０からレンズ情報を取得する構成としても良い。

また、本実施例においては、レンズ装置１０とカメラ装置２０が別体のシステムについて説明したが、これに限られるわけではなく、レンズ装置１０とカメラ装置２０が一体の撮影装置であっても良い。

［実施例２］
以下、図３〜５を参照して、本発明の第２の実施例による、撮影システムについて説明する。本実施例では、レンズ装置に搭載された位置検出器と、ドライブユニットに搭載された位置検出器の両方を使用してレンズを制御する例について述べる。

図３には、本発明の第２の実施例である撮影システムの構成を示している。第１の実施例の図１と同様の構成要素については、同一符号で示し、説明を省略する。

ドライブユニット３０は、ドライブ内位置検出器３３を有し、該ドライブ内位置検出器３３はギア列等によりフォーカスレンズ１２と連結され、レンズ位置を検出する。ドライブ内位置検出器３３はインクリメンタル型のロータリエンコーダであり、電源立ち上げ時の位置を基準として変位をカウントする。よって、ドライブ内位置検出器３３は所定の位置を基準とした相対位置の検出となる。

図４は本実施例におけるドライブ内ＣＰＵ３１のレンズ駆動処理の流れを示したフローチャートである。本実施例では、レンズ内ＣＰＵ１１から送信されるレンズ位置信号を用いて、ドライブ内位置検出器３３により検出されるレンズの相対位置を絶対位置に変換し、レンズを制御する例について説明する。

まず、ドライブユニット３０の電源がＯＮされると、ステップＳ２０１に進む。ステップＳ２０１では、レンズ内ＣＰＵ１１からフォーカスレンズ１２のレンズ位置信号を取得する。

次にステップＳ２０２では、ドライブ内ＣＰＵ３１に予め保持されているレンズ内位置検出器１３とドライブ内位置検出器３３との対応関係を示すテーブルデータから基準カウント値を仮設定する。図５は、レンズ内位置検出器１３とドライブ内位置検出器３３との対応関係を示すテーブルデータの例である。フォーカスレンズ１２の可動領域において、レンズ内位置検出器１３は至近端を１として１０分割でレンズ位置を検出可能な例であり、該レンズ内位置検出器１３の検出位置に対するドライブ内位置検出器３３の検出位置を示している。

ドライブ内位置検出器３３の位置データは、至近端を１とした時のレンズ内位置検出器１３の検出位置の切り替わり位置におけるロータリエンコーダのカウント値である。ロータリエンコーダのカウント値は、フォーカスレンズ１２が至近側に変位することによりカウントダウンし、無限側に変位することによりカウントアップする。ドライブ内位置検出器３３は、レンズ内位置検出器１３の１００倍の分解能を有する位置検出器である。ステップＳ２０１では、該テーブルデータを用いて基準カウント値を仮設定する。

例えば、レンズ内ＣＰＵ１１から取得したレンズ位置が５であった場合、ドライブ内位置検出器３３のカウント値としては、４００〜５００の値となる。よって、一時的にその中間値である４５０を基準カウント値として仮設定する。

次に、ステップＳ２０３では、基準カウント値が仮設定の状態か否かを判断する。仮設定の場合は、ステップＳ２０４に進み、基準カウント値がすでに決定されている場合は、ステップＳ２０７に進む。仮設定状態の場合、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０１と同様、レンズ内ＣＰＵ１１からフォーカスレンズ１２のレンズ位置信号を取得する。次に、ステップＳ２０５では、今回取得したレンズ位置と前回取得したレンズ位置で変化があったかどうかを判断する。変化があった場合、すなわちレンズ位置が切り替わった場合は、ステップＳ２０６に進み、図５のテーブルデータから求まる、レンズ位置の切り替わり位置でのカウント値に基準カウント値を更新する。

例えば、レンズ内位置検出器１３のレンズ位置が５から６に変化した場合は、基準カウント値を５００に更新し、決定とする。レンズ位置に変化がなかった場合は、基準カウント値は更新せず、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、ドライブ内位置検出器３３より検出される相対位置（ロータリエンコーダのカウント値）を取得する。次に、ステップＳ２０８で、ロータリエンコーダのカウント値に基準カウント値を加算することにより、ドライブ内位置検出器３３により検出される位置を相対位置から絶対位置へと変換する。基準カウント値が仮設定の場合は、最大で１００カウントの誤差を生じるが概略の絶対位置が算出され、基準カウント値が決定後は、誤差のない絶対位置が算出される。

次に、ステップＳ２０９では、フォーカス操作部材４０からフォーカスの指令信号を取得する。指令信号を取得すると、ステップＳ２１０に進み、前記指令信号とステップＳ２０８で算出したレンズ絶対位置を元にフォーカスレンズ１２の駆動信号を生成する。次にステップＳ２１１では、生成した駆動信号をモータ３２へ出力し、ギアを介してフォーカスレンズ１２を駆動させる。

以上により、レンズ内位置検出器１３のレンズ位置を用いて、ドライブ内位置検出器３３の検出位置を相対位置から絶対位置へと変換可能となり、フォーカスレンズ１２をユーザの意図する焦点位置に駆動することができる。よって、本実施例において、レンズ装置１０にドライブユニット３０を接続する際に、煩わしい位置検出器の調整をする必要はなく、着脱が容易となる。また、レンズ内位置検出器１３は、駆動制御を想定していないため、十分な分解能がない場合であっても、ドライブ内位置検出器３３として高分解能の位置センサを搭載することにより、性能の良い駆動特性が得られる。

なお、本実施例では、ドライブ内位置検出器３３を相対位置の位置検出器である例について説明したが、これに限られるわけではない。例えば、絶対位置の位置検出器であっても良く、その場合もレンズ内位置検出器１３のレンズ位置を用いて、フォーカスレンズ１２としての絶対位置へ変換することにより、同様の効果が得られる。

［実施例３］
以下、図６を参照して、本発明の第３の実施例による、撮影システムについて説明する。本実施例では、レンズ装置から取得するレンズ情報は、レンズを識別する識別情報であり、該識別情報により様々なレンズに適用するためのレンズ個別データを設定する例について説明する。また、レンズの駆動制御としては、レンズ内位置検出器を用いて位置制御を行い、ドライブ内位置検出器を用いて速度制御を行う例について説明する。

本実施例の撮影システムの構成については、第２の実施例の図３と同様なので説明を省略する。

図６は本実施例におけるドライブ内ＣＰＵ３１のレンズ駆動処理の流れを示したフローチャートである。

まず、ドライブユニット３０の電源がＯＮされると、ステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１では、レンズ内ＣＰＵ１１よりレンズ識別情報を取得する。レンズ識別情報は、レンズ装置を識別可能とするため、レンズ装置の種類によって固有に割り当てられる数字などの記号である。次に、ステップＳ３０２では、取得した識別情報を元に、レンズ装置１０を最適に制御するためのレンズ個別データを設定する。該レンズ個別データは、制御信号を生成する際に用いる演算係数である制御ゲインと、フォーカスレンズ１２の可動域の全長を示すストローク値である。

また制御ゲインは、位置制御における演算係数の位置制御ゲインＰＧａｉｎと、速度制御における演算係数の速度制御ゲインＳＧａｉｎとがある。これらのレンズ個別データは、予めドライブ内ＣＰＵ３１に各識別情報に対応して保持されている。

次に、ステップＳ３０３では、フォーカス操作部材４０からフォーカスの指令信号を取得する。ここでの指令信号は、フォーカス操作部材４０の操作部の全可動領域を１００とした時の現在の操作部の位置を示す値である。

次に、ステップＳ３０４に進み、レンズ内ＣＰＵ１１からフォーカスレンズ１２のレンズ位置信号を取得する。次に、ステップＳ３０５では、前記レンズ位置信号を変換する。レンズ位置信号は、レンズ装置により全可動領域の全長が異なるため、ステップＳ３０２で設定したストローク値を元に、指令信号と同じ全可動領域を１００とした正規化位置信号に変換する。指令信号とレンズ位置信号の次元を合わせることにより、指令信号の示す位置にフォーカスレンズ１２を駆動することができる。

次に、ステップＳ３０６では、ドライブ内位置検出器３３より検出される相対位置（ロータリエンコーダのカウント値）を取得し、前回取得した相対位置との差分を算出し、速度信号を求める。

以上の変換した正規化位置信号Ｆｏｌ、指令信号Ｃｔｌ、速度信号Ｓｐｄを元に、制御信号Ｏｕｔを生成する。まず、ステップＳ３０７では、指令信号の示す位置にフォーカスレンズ１２を駆動させるための位置制御として、位置制御信号ＰＯｕｔを次式により生成する。

ＰＯｕｔ＝（Ｃｔｌ−Ｆｏｌ）×ＰＧａｉｎ・・・（１）
次に、ステップＳ３０８では、安定した所望の速度でフォーカスレンズ１２を駆動させるための速度制御信号ＳＯｕｔを次式により生成する。

ＳＯｕｔ＝Ｓｐｄ×ＳＧａｉｎ・・・（２）
次に、ステップＳ３０９では、次式により、速度制御（速度フィードバック）をかけた駆動信号を生成する。

Ｏｕｔ＝ＰＯｕｔ−ＳＯｕｔ・・・（３）
次に、ステップＳ３１０では、生成した駆動信号Ｏｕｔをモータ３２へ出力し、ギアを介してフォーカスレンズ１２を駆動させる。

本実施例のドライブユニット３０はレンズ装置１０に着脱可能であるため、仕様の異なるレンズ装置を装着可能とする汎用性が要求される。しかし、異なる仕様のレンズ装置を装着すれば、それぞれ特性や性能が異なるため、適切に駆動制御を行うことができない。したがって、上述したように、レンズ装置の機種ごとに適切なレンズ個別データ（制御ゲイン、ストローク値）を保持し、レンズ装置から識別情報を取得することで、レンズ個別データを切り替えて適切な制御を可能としている。

なお、本実施例では、レンズ個別データは、制御ゲインとストローク値とする例について説明したが、これに限られるわけではない。例えば、フォーカス操作部材４０からの指令信号が被写体距離を示す信号である場合、フォーカスレンズ１２のレンズ位置と被写体距離の関係を示すデータをレンズ個別データとして保持し、レンズ位置と被写体距離を変換し、制御信号を生成するなどしても良い。

また、本実施例では、ドライブ内ＣＰＵ３１にレンズ個別データを保持し、レンズ識別情報により切り替える例について説明したが、これに限られるわけではない。例えば、レンズ個別データはレンズ内ＣＰＵ１１に保持し、ドライブユニット３０は、レンズ内ＣＰＵ１１からレンズ個別データを取得し、駆動制御に使用する構成としても良い。

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形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０ レンズ装置、１１ レンズ内ＣＰＵ、１３ レンズ内位置検出器、
３０ ドライブユニット、３１ ドライブ内ＣＰＵ、３２ モータ

Claims (6)

1. 可動光学部材と、
   前記可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出手段と、を有するレンズ装置と、
   前記レンズ装置に装着し、前記可動光学部材を駆動する駆動手段を有する駆動装置と、
   により構成されるレンズシステムであって、
   前記駆動装置は、
   前記レンズ装置との通信を行う通信手段を有し、
   前記通信手段により前記レンズ装置のレンズ情報を取得する
   ことを特徴とするレンズシステム。
2. 前記レンズ情報は、
   前記第１の位置検出手段により検出される第１レンズ位置情報であり、
   前記駆動手段は、前記第１レンズ位置情報に基づき前記可動光学部材を駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズシステム。
3. 前記駆動装置は、
   前記可動光学部材の位置を検出する第２の位置検出手段を有し、
   前記レンズ情報は、
   前記第１の位置検出手段により検出される第１レンズ位置情報であり、
   前記駆動手段は、前記第１レンズ位置情報と第２の位置検出手段により検出される第２レンズ位置情報とに基づき前記可動光学部材を駆動する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズシステム。
4. 前記レンズ情報は、
   前記レンズ装置の種類を識別するレンズ識別情報であり、
   前記駆動手段は、前記レンズ識別情報により制御特性を切り替え、前記可動光学部材を駆動する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレンズシステム。
5. 前記レンズ情報は、
   前記レンズ装置の制御特性を示す制御情報であり、
   前記駆動手段は、前記制御情報に基づき前記可動光学部材を駆動する
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレンズシステム。
6. 撮像素子を有するカメラ装置と、
   前記カメラ装置に装着し、
   可動光学部材と、
   前記可動光学部材の位置を検出する第１の位置検出手段と、を有するレンズ装置と、
   前記レンズ装置に装着し、前記可動光学部材を駆動する駆動手段を有する駆動装置と、
   により構成される撮影システムであって、
   前記カメラ装置は、
   前記レンズ装置との通信を行う第１の通信手段を有し、
   前記駆動装置は、
   前記カメラ装置との通信を行う第２の通信手段を有し、
   前記第１の通信手段および前記第２の通信手段により前記レンズ装置のレンズ情報を取得する
   ことを特徴とする撮影システム。