JP3429050B2 - テレビカメラのフォーカス調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明はテレビカメラのフォーカ
ス調整装置に係り、特にテレビカメラのフォーカスポジ
ションデマンドを用いて撮影レンズのピント合わせを行
うテレビカメラのフォーカス調整装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】この種のテレビカメラにおいてフォーカ
ス調整を行う場合には、図５に示すようにカメラマンが
ファインダ２を覗きながらフォーカスポジションデマン
ド１のフォーカスノブを回転させるようにしている。即
ち、フォーカスポジションデマンド１はフォーカスノブ
の回転量に比例した電圧信号をフォーカス機構に出力
し、フォーカス機構は入力する電圧信号に応じてテレビ
カメラの撮影レンズの前玉（フォーカスレンズ）を移動
させる。 【０００３】従って、図６に示すようにフォーカスノブ
の回転量〔％〕に比例して前玉が至近距離から無限遠に
対応するレンズ位置に移動する。尚、フォーカスノブの
回転量は１〜３回転が多く、２回転が最近の標準になっ
ている。また、図５上で３はズームレートデマンドであ
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、テレビカメ
ラの撮影レンズのように長焦点距離の高精細度のレンズ
においては、通常の２回転程度のフォーカスポジション
デマンドでは、ズーム位置がテレ側では、フォーカスノ
ブの回転量に対するピント合わせの感度（以下、単にフ
ォーカスノブの感度という）が高く使い難いという問題
があり、一方、単に回転数を多くしたフォーカスポジシ
ョンデマンドでは、ワイド側では逆にフォーカスノブの
感度が低すぎて使い難いという問題がある。また、上記
撮影レンズの焦点距離の長短の場合と同様に、絞り値の
大きさによってもフォーカスノブの感度が変化する。 【０００５】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、撮影レンズの焦点距離や絞り値にかかわらず、
フォーカスノブの感度の変動を抑制し、ピント合わせ操
作が容易なテレビカメラのフォーカス調整装置を提供す
ることを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、フォーカスノブの回転量に対応した電気信
号を出力するフォーカスポジションデマンドと、前記電
気信号に対応したレンズ位置にフォーカスレンズを電動
で移動させるフォーカス機構とを有するテレビカメラの
フォーカス調整装置において、前記テレビカメラの撮影
レンズの焦点距離及び絞り値をそれぞれ検出する検出手
段と、前記検出手段によって検出した焦点距離及び絞り
値に基づいて前記フォーカスノブの回転量に対するピン
ト合わせの感度変動を抑制するように前記電気信号の利
得を可変にする感度可変手段と、を備えたことを特徴と
している。 【０００７】 【作用】本発明によれば、フォーカスノブの回転量に対
応した電気信号によってフォーカスレンズを電動で移動
させる際に、撮影レンズの焦点距離及び絞り値を検出す
る。そして、この検出した焦点距離及び絞り値に基づい
て前記フォーカスノブの回転量に対するピント合わせの
感度変動を抑制するように、前記電気信号の利得を可変
にする。即ち、フォーカスノブの回転量とフォーカスレ
ンズの移動量の関係を撮影レンズの焦点距離及び絞り値
によって自動的に変更し、ピント合わせの感度が大幅に
変動しないようにしてピント合わせが容易にできるよう
にしている。 【０００８】 【実施例】以下添付図面に従って本発明に係るテレビカ
メラのフォーカス調整装置の好ましい実施例を詳述す
る。先ず、図４を参照しながら本発明を原理的に説明す
る。図４における各記号を、以下の通り定義すると、 ｆ ：レンズ全系の焦点距離 ｆ_F ：移動フォーカス群の焦点距離 β ：移動フォーカス群を除くレンズ系による結像倍率 δ′：最小錯乱円径 Ｆ_N ：絞り値（Ｆナンバー） フォーカス群によるピントずれ量（Δｘ）と結像側での
ピントずれ量（Δ′ｘ）との関係は、次式、 Δ′ｘ＝β² Δｘ …（１） で表わすことができる。 【０００９】また、焦点深度は、次式、 Δ′ｘ＝Ｆ_N ・δ′ …（２） となり、ピントずれ量（Δｘ）は、次式 Δｘ＝（１／β² ）・Ｆ_N ・δ′ ＝（ｆ_F ／ｆ）² ・Ｆ_N ・δ′ …（３） （∵ｆ＝ｆ_F ・β） で表すことができる。式（３）において、ｆ_F ，δ′は
既知の値であるため、ｆ及びＦ_N を検出すれば、ピント
ずれ量（Δｘ）、即ち、合焦と判断できるフォーカスレ
ンズの位置誤差を求めることができる。 【００１０】従って、このΔｘに関連してフォーカスノ
ブの感度を変更することにより、ピント合わせの感度が
大幅に変動しなくなり、ピント合わせが容易にできるよ
うになる。図１は本発明に係るテレビカメラのフォーカ
ス調整装置の一実施例を示すブロック図である。このフ
ォーカス調整装置は、アイリス位置検出器１２、ズーム
位置検出器１４、フォーカス位置検出器１６、フォーカ
スアンプ１８及びフォーカスモータ１９を有するズーム
レンズ１０と、アイリス位置検出器１２及びズーム位置
検出器１４からの各検出信号及びフォーカスノブ２１の
回転量に基づいてフォーカスレンズ位置を指令する電圧
信号を出力するフォーカスポジションデマンド２０とか
ら構成されている。 【００１１】ズームレンズ１０のアイリス位置及びズー
ム位置はそれぞれアイリス位置検出器１２及びズーム位
置検出器１４によって検出され、これらの位置を示す検
出信号はＡ／Ｄ変換器２２を介して１チップの中央処理
装置（ＣＰＵ）２３に加えられる。一方、ＣＰＵ２３の
他の入力には、カウンタ２５からフォーカスノブ２１の
回転量に対応した信号が加えられている。即ち、フォー
カスノブ２１が回転すると、これに連動してインクリメ
ンタルロータリーエンコーダ２４が回転し、エンコーダ
２４からはその回転量及び回転方向に応じたパルス信号
がカウンタ２５に出力される。カウンタ２５はエンコー
ダ２４から入力するパルス信号をカウントし、そのカウ
ント値をＣＰＵ２３に出力する。尚、カウンタ２５はエ
ンコーダ２４の回転方向に応じて入力するパルス信号を
アップカウント又はダウンカウントする。 【００１２】次に、ＣＰＵ２３の動作について、図２に
示すフローチャートを参照しながら詳説する。ＣＰＵ２
３は、フォーカスレンズの位置を指令するフォーカス位
置信号（初期値）ＥをＤ／Ａ変換器２６に出力している
（ステップ１００）。Ｄ／Ａ変換器２６は入力する信号
ＥをＤ／Ａ変換し、フォーカス位置を示す電圧信号をフ
ォーカスアンプ１８の正入力に出力する。 【００１３】フォーカスアンプ１８の負入力にはフォー
カス位置検出器１６から現在のフォーカス位置を示す電
圧信号が加えられており、フォーカスアンプ１８はこれ
らの２入力信号の差信号を増幅してフォーカスモータ３
５に出力する。これにより、フォーカスレンズはフォー
カス位置信号Ｅによって指令された位置に移動させられ
る。 【００１４】さて、ＣＰＵ２３は、Ａ／Ｄ変換器２２か
らズーム位置を示す信号及びアイリス位置を示す信号を
読み込み、これらの信号から焦点距離ｆ及び絞り値Ｆ_N
を換算する（ステップ１０２、１０４）。そして、これ
らの焦点距離ｆ及び絞り値Ｆ _N に基づいて、前述した式
（３）から合焦と判断できるフォーカスレンズの位置誤
差Δｘを求める（ステップ１０６）。 【００１５】続いて、フォーカスレンズの感度Ｓ_F を次
式、 Ｓ_F ＝ｘ／Δｘ …（４） により計算する（ステップ１０８）。尚、ｘはフォーカ
スレンズの全ストロークを示す。このフォーカスレンズ
の感度Ｓ_F の通りにフォーカスノブの感度を可変とする
と、現実にそぐわない大きな大きなダイナミックレンジ
となってしまう。そこで、フォーカスレンズを全ストロ
ークにわたって移動させるのに必要なフォーカスノブの
回転量が、例えば１〜１０回転程度となるようにフォー
カスノブの感度を決定する。即ち、フォーカスノブの感
度Ｓ_N が、次式、 Ｓ_N ＝ｋ／Ｓ_F 又はＳ_N ＝ｋ・（１／Ｓ_F ）^1/n …（５） となるようにする（ステップ１１０）。 【００１６】尚、ｋ，ｎはＳ_N の最大と最小を規制する
定数であり、例えば全ストローク移動させるのに必要な
フォーカスノブの回転量が１〜１００回転の場合に、式
（５）において、０．５〜５回転にするには、ｋ＝０．
５，ｎ＝２とすればよい。次に、カウンタ２５のカウン
ト値からフォーカスノブの回転量ΔＮを検出し（ステッ
プ１１２）、目標値であるフォーカス位置信号Ｅを次
式、 Ｅ＝Ｅ＋ΔＮ・Ｓ_N …（６） によって算出する（ステップ１１４）。このようにして
算出したフォーカス位置信号ＥをＤ／Ａ変換器２６に出
力する（ステップ１１６）。 【００１７】その後、一定時間（例えば１０〜３０ｍse
c ）経過したか否を判別し（ステップ１１８）、一定時
間経過すると再びステップ１０２に戻り、ステップ１０
２からステップ１１８の処理を繰り返す。このようにフ
ォーカスノブの回転量とフォーカスレンズの移動量の関
係を、焦点距離及び絞り値に基づいて自動的に変更する
ようにしたため、ピント合わせの感度が大幅に変動しな
くなり、ピント合わせが容易にできるようになる。 【００１８】また、図３に示すようにフォーカスノブ２
１の近傍には、ファーストモードスイッチ２７、２８が
設けられている。ＣＰＵ２３は、このファーストモード
スイッチ２７又は２８が操作されると、フォーカスノブ
２１の回転量とは無関係に、単位時間当たり、次式、 Ｅ＝Ｅ±ΔＮ_MAX …（７） に示すフォーカス位置信号Ｅを出力する。これにより、
例えばフォーカスノブの感度が低い時に、フォーカスレ
ンズを無限遠から至近又は至近から無限遠に移動させる
場合には何回もフォーカスノブを回転させなければなら
ないが、上記ファーストモードスイッチ２７又は２８を
操作することによりフォーカスレンズを高速で移動させ
ることができる。 【００１９】 【００２０】 【発明の効果】以上説明したように本発明に係るテレビ
カメラのフォーカス調整装置によれば、焦点距離や絞り
値に基づいてフォーカスノブの回転量に対する出力信号
を可変にし、焦点距離や絞り値にかかわらずピント合わ
せの感度が大幅に変動しないようにしたため、ピント合
わせが容易にできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】 【図１】図１は本発明に係るテレビカメラのフォーカス
調整装置の一実施例を示すブロック図である。 【図２】図２は図１に示すＣＰＵの動作を説明するため
に用いたフローチャートである。 【図３】図３はフォーカスノブを示す斜視図である。 【図４】図４は本発明を原理的に説明するために用いた
光学系の各パラメータを示す図である。 【図５】図５は本発明が適応されるテレビカメラの概略
図である。 【図６】図６は従来のテレビカメラのフォーカス調整装
置におけるフォーカスノブ回転量と前玉移動量との関係
を示すグラフである。 【符号の説明】 １０…ズームレンズ １２…アイリス位置検出器 １４…ズーム位置検出器 １６…フォーカス位置検出器 １８…フォーカスアンプ １９…フォーカスモータ ２０…フォーカスポジションデマンド ２１…フォーカスノブ ２２…Ａ／Ｄ変換器 ２３…ＣＰＵ ２４…インクリメンタルロータリーエンコーダ ２５…カウンタ ２６…Ｄ／Ａ変換器 ２７、２８…ファーストモードスイッチ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 フォーカスノブの回転量に対応した電気
   信号を出力するフォーカスポジションデマンドと、前記
   電気信号に対応したレンズ位置にフォーカスレンズを電
   動で移動させるフォーカス機構とを有するテレビカメラ
   のフォーカス調整装置において、 前記テレビカメラの撮影レンズの焦点距離及び絞り値を
   それぞれ検出する検出手段と、 前記検出手段によって検出した焦点距離及び絞り値に基
   づいて前記フォーカスノブの回転量に対するピント合わ
   せの感度変動を抑制するように前記電気信号の利得を可
   変にする感度可変手段と、 を備えたことを特徴とするテレビカメラのフォーカス調
   整装置。