JP4284430B2

JP4284430B2 - レンズ操作装置

Info

Publication number: JP4284430B2
Application number: JP07540398A
Authority: JP
Inventors: 正佐々木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JPH11271593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ操作装置に係り、特にテレビカメラに使用されるレンズ装置のズーム、フォーカスを操作するレンズ操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラ等に使用されるレンズ装置において、例えば、フォーカスレンズの位置制御の精度は、分解能で表現される。デジタル処理によりフォーカスレンズを位置制御する場合の分解能は、フォーカスレンズの全移動範囲内の各位置を識別するために割り当てられるデジタル値の総数（移動範囲内の各位置を１０ビットで識別する場合には１０２４）、又は前記移動範囲をテジタル値で分割する場合の分割数に相当する。ズームレンズを速度制御する場合も同様に速度制御の精度は分解能で表すことができ、この場合の分解能は、制御可能な速度範囲内の各速度を識別するために割り当てられるデジタル値の総数である。
【０００３】
一方、上述のようなレンズ装置のフォーカスレンズやズームレンズを操作するフォーカスデマンドやズームデマンド等のレンズ操作装置においてもその精度が分解能で表現される。この場合の分解能は例えば、フォーカスデマンドの場合、回転操作されるフォーカスリングの全操作範囲内の各回転位置（操作量）を識別するために割り当てられるデジタル値の総数である。また、フォーカスリング等の操作部材の操作量をそのままレンズ移動を指令する指令信号としてレンズ装置に出力する場合には、指令信号の分解能は上記操作部材の操作量の分解能と等しい。
【０００４】
尚、レンズ装置とレンズ操作装置との間をデジタル信号でやり取りするものについては特開平８−２３４６９号公報に記載されている。
ところで、従来、放送用テレビカメラに使用されるレンズ装置の必要分解能は民生のビデオカメラ用レンズ装置と比較して非常に大きい。このため、このようなレンズ装置に使用するレンズ操作装置の分解能は全操作範囲を２００〜１００００に分割できる性能が必要であり、これはレンズ装置の諸元により異なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レンズ装置とレンズ操作装置は常に同じ組み合わせで使用されるとは限らず、レンズ装置の分解能とレンズ操作装置の分解能とが異なるという場合がある。このような場合には、そのレンズ操作装置によってレンズ装置を適切に操作できない場合が生じるという問題があった。
【０００６】
また、分解能の異なるレンズ装置とレンズ操作装置とを組み合わて使用できるようにした場合に、レンズ装置の性能を最大限に生かすためには少なくともレンズ装置の分解能よりレンズ操作装置の分解能を高く設計しておく必要がある。しかしながら、レンズ操作装置の分解能が必要以上にレンズ装置の分解能に比して高い場合にはレンズ装置とレンズ操作装置との間の無駄な通信が多くなり、操作に対するレンズの応答性が悪くなるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レンズ装置の分解能に適合する分解能によりレンズ装置の制御を行えるようにし、任意の分解能のレンズ装置に接続して使用することができるレンズ操作装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【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為に、レンズ装置のレンズの移動を指令する指令信号を操作部材の操作量に基づいて生成し、該指令信号をレンズ装置に送信するレンズ操作装置において、前記レンズ装置から送信された前記レンズ装置が必要とする前記指令信号の分解能に関する情報を受信することによって、前記レンズ装置が必要とする前記指令信号の分解能を検出する必要分解能検出手段と、前記操作部材の操作量を所定の分解能で検出する操作量検出手段と、前記操作量検出手段によって検出した操作量を前記必要分解能検出手段によって検出した分解能に一致した分解能の指令信号に変換する指令信号変換手段と、前記指令信号変換手段によって得られた指令信号を前記レンズ装置に送信する送信手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、レンズ操作装置からレンズ装置に送信する指令信号の分解能をレンズ装置の必要分解能に応じて変更するようにしたため、同一のレンズ操作装置を、レンズ装置の種類（必要分解能）にかかわらず適切に使用することができると共に、レンズ操作装置とレンズ装置との間の無駄な通信を削減してレンズ操作装置の操作性を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るレンズ操作装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図１は、本発明に係るレンズ操作装置が適用されたテレビカメラの一実施の形態を示した斜視図である。同図に示すようにテレビカメラ１０は、レンズ装置１２とカメラ本体１４から構成され、ペデスタルドリー１６上の雲台１８に支持される。雲台１８には２本の操作ロッド２２、２３が延設され、操作ロッド２２のグリップ２４付近にはズームスピードを操作するズームデマンド２６が取り付けられる。一方、操作ロッド２３の端部にはフォーカスを操作するフォーカスデマンド２８が取り付けられる。
【００１１】
上記ズームデマンド２６は、本発明が適用されるレンズ操作装置であり、サムリング３４の回動方向と回動量に応じて広角側又は望遠側にズーム動作させる速度指令信号をケーブル３０を介してレンズ装置１２に送信する。レンズ装置１２は、この速度指令信号によって指示された速度で変倍レンズを駆動する。
一方、上記フォーカスデマンド２８は、本発明が適用されるレンズ操作装置であり、フォーカスデマンド２８のフォーカスリング２８Ａの回転操作量に応じてフォーカスレンズを移動させる位置指令信号をケーブル３１を介してレンズ装置１２に出力する。レンズ装置１２は、この位置指令信号によって指示された位置にフォーカスレンズを移動させる。
【００１２】
カメラマンは、ビーファインダー３２に映る撮影像を見ながら右手でフォーカスデマンド２８のフォーカスリング２８Ａを回転操作することによってフォーカス調整を行うとともに、左手でズームデマンド２６のサムリング３４を操作することでズーム調整を行う。
図２は、本発明に係るレンズ操作装置であるフォーカスデマンド２８とレンズ装置１２の回路構成を示した図である。同図に示すように、レンズ装置１２は主として１チップＣＰＵ４０、フォーカスレンズ４２、駆動モータ４４、アンプ４６、ポテンショメータ４８から構成される。
【００１３】
上記フォーカスレンズ４２は、駆動モータ４４によって駆動され、駆動モータ４４は、１チップＣＰＵ４０からアンプ４６を介して入力される駆動信号によって駆動されるようになっている。
上記ポテンショメータ４８は、上記駆動モータ４４の回転位置を検出することによってフォーカスレンズ４２の位置を検出し、その検出した位置を電圧信号として１チップＣＰＵ４０に入力する。
【００１４】
上記１チップＣＰＵ４０は、ＣＰＵ５０以外にＲＯＭ５２、ＲＡＭ５４、シリアル通信インターフェース５６、Ａ／Ｄ変換器５８、Ｄ／Ａ変換器６０等の各種回路が１チップ上に配設されたものである。尚、本実施の形態では１チップＣＰＵを用いたが、必ずしも１チップＣＰＵでこれらの回路を構成する必要はない。上記ＲＯＭ５２には、所要の制御プログラムが記録されており、この制御プログラムをＣＰＵ５０が実行することによってフォーカスレンズ４２の位置制御が行われる。また、ＲＡＭ５４には、ＣＰＵ５０の演算データ等が必要に応じて一時記録される。
【００１５】
上記シリアル通信インターフェース５６は、上記フォーカスデマンド２８とシリアル通信を行い、例えば、フォーカスデマンド２８から位置指令信号を受信する。また、後述するようにフォーカスデマンド２８に本レンズ装置１２の必要分解能を送信する。
上記ＣＰＵ５０には、フォーカスデマンド２８から送信された位置指令信号がシリアル通信インターフェース５６を介して入力されると共に、上記ポテンショメータ４８によって検出されたフォーカスレンズ４２の位置信号がＡ／Ｄ変換器５８を介して入力されるようになっている。ＣＰＵ５０は、上記位置指令信号によって指示されたフォーカスレンズ４２の移動位置（目標位置）と、ポテンショメータ４８から入力されたフォーカスレンズ４２の現在位置（制御位置）との差に基づいて所定値のデジタル信号（駆動信号）を生成し、この駆動信号をＤ／Ａ変換器６０に出力する。この駆動信号は、Ｄ／Ａ変換器６０によってアナログに変換された後、アンプ４６を介して駆動モータ４４に出力される。これにより、フォーカスデマンド２８からの位置指令信号によって指示された目標位置にフォーカスレンズ４２が移動するようになっている。
【００１６】
一方、フォーカスデマンド２８は主として１チップＣＰＵ７０とポテンショメータ７２とから構成される。ポテンショメータ７２は、フォーカスデマンド２８の操作部材であるフォーカスリング２８Ａ（図１参照）の操作量（回転位置）を検出し、この検出した操作量を電圧信号として１チップＣＰＵ７０に入力する。１チップＣＰＵ７０は、上記レンズ装置１２の１チップＣＰＵ４０と同様に、ＣＰＵ７４、ＲＯＭ７６、ＲＡＭ７８、Ａ／Ｄ変換器８０、シリアル通信インターフェース８２等の各種回路が１チップ上に配設されたもので、上記ＲＯＭ７６には、ＣＰＵ７４によって実行される所要の制御プログラムが記録されている。また、ＲＡＭ７８には、ＣＰＵ７４の演算データ等が必要に応じて一時記録されるようになっている。
【００１７】
上記ＣＰＵ７４には、フォーカスリング２８Ａの操作量が上記ポテンショメータ７２からＡ／Ｄ変換器８０を介して入力されるようになっている。ＣＰＵ７４は、このフォーカスリング２８Ａの操作量に基づいて、フォーカスレンズ４２の移動位置（目標位置）を指示する位置指令信号を生成し、この位置指令信号をシリアル通信インターフェース８２に出力する。シリアル通信インターフェース８２は、上記レンズ装置１２のシリアル通信インターフェース５６と通信制御を行い、この位置指令信号をレンズ装置１２側に送信する。これにより、フォーカスリング２８Ａの操作量に応じた位置指令信号がレンズ装置１２に送信され、上述のようにフォーカレンズ４２がこの位置指令信号によって指示された目標位置に移動する。
【００１８】
次に、上記フォーカスデマンド２８におけるＣＰＵ７４の処理内容について詳説する。上記フォーカスデマンド２８は、レンズ装置１２に送信する位置指令信号の分解能を、上記レンズ装置１２の必要分解能に自動で一致させる処理を行っている。
レンズ装置１２の必要分解能は、フォーカスレンズ４２の位置を識別するために割り当てられるデジタル値の総数に相当する。例えば、レンズ装置１２のＣＰＵ５０が、ポテンショメータ４８から入力されるフォーカスレンズ４２の制御位置、及び、フォーカスデマンド２８からの位置指令信号によって指示されるフォーカスレンズ４２の目標位置を、１０ビットから成るデジタル値で認識するとした場合、フォーカスレンズ４２の位置を識別するために割り当てられるデジタル値の総数は、最大で０から１０２３までの１０２４である。即ち、この場合の必要分解能は１０２４となる。
【００１９】
一方、フォーカスデマンド２８の分解能は、一つにはフォーカスリング２８Ａの操作量の分解能があり、この分解能は、フォーカスリング２８Ａの操作量を識別するために割り当てられるデジタル値の総数である。例えば、フォーカスデマンド２８のＣＰＵ７４が、ポテンショメータ７２から入力される電圧信号をＡ／Ｄ変換器８０によって１１ビットのデジタル信号で入力する場合、ＣＰＵ７４は、フォーカスリング２８Ａの操作量を、最大で０から２０４７までの２０４８のデジタル値によって認識する。即ち、この場合の分解能は２０４８である。
【００２０】
また、フォーカスデマンド２８の分解能として位置指令信号の分解能がある。この分解能は、フォーカスレンズ４２の移動位置を表すために割り当てられるデジタル値の総数に相当する。上記フォーカスリング２８Ａの操作量をそのまま位置指令信号として出力する場合には、位置指令信号の分解能とフォーカスリング２８Ａの操作量の分解能とは等しい。
【００２１】
ところで、ＣＰＵ７４がフォーカスリング２８Ａの操作量を位置指令信号としてそのまま出力するようにした場合、フォーカスリング２８Ａの操作量の分解能を上述のように２０４８とすると、位置指令信号の分解能は２０４８となる。この場合に、上述のようにレンズ装置１２の必要分解能を１０２４とすると、レンズ装置１２のＣＰＵ５０は、１０２４を越えるデジタル値の位置指令信号を認識することができない。
【００２２】
そこで、フォーカスデマンド２８のＣＰＵ７４は、予め、レンズ装置１２からレンズ装置１２の必要分解能を受信し、この必要分解能に位置指令信号の分解能を一致させる処理を行っている。
図３は、ＣＰＵ７４の処理手順を示したフローチャートである。ＣＰＵ７４は初めに以下の初期設定を行う。まず、レンズ装置１２のシリアル通信インターフェース５６からフォーカスデマンド２８のシリアル通信インターフェース８２を介してフォーカスレンズ４２の必要分解能Ｄを入力する（ステップＳ１０）。
【００２３】
また、同様にしてレンズ装置１２から、フォーカスレンズ４２を無限遠端に移動させるため指令データａと、至近端（M.O.D.）に移動させるための指令データｂを入力する（ステップＳ１２、Ｓ１４）。尚、指令データａ、ｂは、フォーカスレンズ４２を無限遠端又は至近端（M.O.D.）に移動させるための位置指令信号の値を示している。
【００２４】
以上の初期設定が終了した後、ＣＰＵ７４は以下の通常動作の処理を実行する。まず、ポテンショメータ７２によって検出されたフォーカスリング２８Ａの操作量ｘをＡ／Ｄ変換器８０を介して入力する（ステップＳ１６）。そして、この操作量ｘを必要分解能によって表した操作量ｘに変換して（後述）、位置指令信号として送信する出力値ｙを次式（１）により算出する（ステップＳ１８）。
【００２５】
【数１】
ｙ＝（ｂ−ａ）／Ｄ・ｘ＋ａ …（１）
即ち、フォーカスリング２８Ａの操作量ｘの分解能（Ａ／Ｄ変換器８０の分解能）をＣとした場合、ＣＰＵ７４は、図４に示すように、フォーカスリング２８Ａの操作量ｘ（０〜Ｃ−１）（横軸）を上記レンズ装置１２内で処理される必要分解能Ｄの操作量ｘ（０〜Ｄ−１）（縦軸）に線形的に変換する。これにより、フォーカスリング２８Ａの操作量ｘの分解能をレンズ装置１２の必要分解能に一致させることができる。そして、仮にこの変換後の操作量ｘを位置指令信号としてレンズ装置１２に送信すれば、レンズ装置１２のフォーカスレンズ４２を適切に操作することができる。
【００２６】
しかしながら実際には、フォーカスリング２８Ａの上記変換後の操作量ｘをそのまま位置指令信号として出力するのではなく、ＣＰＵ７４は更に、図５に示すようにフォーカスリング２８Ａの操作量ｘ（横軸）を、上式（１）により、無限遠端の指令データａから至近端の指令データｂ（M.O.D.) までの値（縦軸）に線形的に変換し、この値を出力値ｙ（位置指令信号）とする処理を行っている。これにより、フォーカスリング２８Ａの遊びの部分（フォーカスリング２８Ａを回転してもフォーカスレンズ４２が移動しない不感部分）をなくし、フォーカスリング２８Ａの無駄な操作を削減するようにしている。
【００２７】
このようにして、出力値ｙを算出すると、ＣＰＵ７４は、この出力値ｙを位置指令信号として、シリアル通信インターフェース８２を介してレンズ装置１２に送信する（ステップＳ２０）。これにより、フォーカスレンズ４２がフォーカスリング２８Ａの回転操作に追従して移動する。
次いで、ＣＰＵ７４は、レンズ装置１２より設定変更のコマンドが有るか否かを判定する（ステップＳ２２）。もし、レンズ装置１２より設定変更のコマンドを入力した場合には上記ステップＳ１０に戻り、初期設定の処理を再度実行する。例えば、フォーカスレンズ４２の至近端（M.O.D)の位置をズーム倍率によって変更するレンズ装置の場合には、ズームデマンド２６の操作によってズーム倍率が変更されると、設定変更のコマンドをフォーカスデマンド２８に送信すると共に、上記至近端の指令データｂを変更してフォーカスデマンド２８に送信する。フォーカスデマンド２８は設定変更のコマンドを入力すると、上記初期設定の処理（ステップＳ１０〜Ｓ１４）の処理を再度実行し、指令データｂの変更値を入力して、上式（１）の係数（ｂ）の値を変更する。これにより、ズーム倍率の変更により、フォーカスレンズ４２の至近端から無限遠端までの移動範囲が変更した場合でも、フォーカスリング２８Ａに無駄な操作部分が生じるのを適切に防止することができる。
【００２８】
一方、設定変更のコマンドを入力しない場合には、上記ステップＳ１６からの通常動作における処理を繰り返し実行する。
以上のように、レンズ装置１２の必要分解能に一致する分解能の位置指令信号を生成すると共に、位置指令信号の出力値の範囲をフォーカスレンズ４２の実際の移動範囲（至近端から無限遠端までの範囲）に制限することにより、フォーカスデマンド２８を任意の分解能のレンズ装置に使用することができると共に、無駄な通信や無駄な操作を防止することができる。
【００２９】
以上、上記実施の形態では、フォーカスデマンド２８について説明したが、ズームデマンド２６についても同様に本発明を適用することができる。即ち、ズームデマンド２６からレンズ装置１２に送信される速度指令信号の分解能も上記実施の形態と同様にしてレンズ装置１２の必要分解能に一致させることができる。また、フォーカスデマンド２８やズームデマンド２６に限らずレンズ装置１２のレンズ等の調整を行うレンズ操作装置全てについて本発明を適用することができる。
【００３０】
また、上記実施の形態では、自動でレンズ装置１２の必要分解能を検出してフォーカスデマンド２８の位置指令信号の分解能をレンズ装置１２に適合するようにしたが、これに限らず、レンズ装置１２の必要分解能を切替スイッチ等によってユーザがフォーカスデマンド２８に入力するようにしてもよい。
また、レンズ操作装置の操作量を検出する検出器（Ａ／Ｄ変換器８０）の分解能がレンズ装置の分解能よりも低い場合であっても、本発明はレンズ操作装置から出力する指令信号の分解能を見かけ上高くしてレンズ装置の分解能に一致させることができるため、この場合も有効である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ操作装置にによれば、レンズ操作装置からレンズ装置に送信する指令信号の分解能をレンズ装置の必要分解能に応じて変更するようにしたため、同一のレンズ操作装置を、レンズ装置の種類（必要分解能）にかかわらず適切に使用することができると共に、レンズ操作装置とレンズ装置との間の無駄な通信を削減してレンズ調整の操作性を向上させることができる。
【００３２】
また、レンズ装置からレンズの移動範囲を入力し、前記レンズ操作装置の操作部材の操作量を前記入力したレンズの移動範囲内の指令信号に変換することにより、操作部材の操作範囲に無駄な操作部分が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズ操作装置が適用されたテレビカメラの一実施の形態を示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係るレンズ操作装置であるフォーカスデマンドとレンズ装置の回路構成を示した図である。
【図３】図３は、フォーカスデマンドのＣＰＵの処理手順を示したフローチャートである。
【図４】図４は、フォーカスデマンドの分解能の変換手順を示した説明図である。
【図５】図５は、フォーカスデマンドの分解能の変換手順を示した説明図である。
【符号の説明】
１０…テレビカメラ
１２…レンズ装置
１４…カメラ本体
２６…ズームデマンド
２８…フォーカスデマンド
２８Ａ…フォーカスリング
４０、７０…１チップＣＰＵ
４２…フォーカスレンズ
４８、７２…ポテンショメータ
５０、７４…ＣＰＵ
５６、８２…シリアル通信インターフェース

Claims

レンズ装置のレンズの移動を指令する指令信号を操作部材の操作量に基づいて生成し、該指令信号をレンズ装置に送信するレンズ操作装置において、
前記レンズ装置から送信された前記レンズ装置が必要とする前記指令信号の分解能に関する情報を受信することによって、前記レンズ装置が必要とする前記指令信号の分解能を検出する必要分解能検出手段と、
前記操作部材の操作量を所定の分解能で検出する操作量検出手段と、
前記操作量検出手段によって検出した操作量を前記必要分解能検出手段によって検出した分解能に一致した分解能の指令信号に変換する指令信号変換手段と、
前記指令信号変換手段によって得られた指令信号を前記レンズ装置に送信する送信手段と、
を備えたことを特徴とするレンズ操作装置。
前記指令信号変換手段は、前記レンズ装置から前記レンズの移動範囲を入力し、前記操作部材の全操作範囲内の操作量を前記レンズの移動範囲内の移動位置を指示する位置指令信号に変換することを特徴とする請求項１のレンズ操作装置。
前記操作部材は、フォーカス操作部材又はズーム操作部材であることを特徴とする請求項１のレンズ操作装置。
初期設定時において、前記レンズ装置が必要とする前記指令信号の分解能に関する情報を前記レンズ装置から受信することを特徴とする請求項１、２又は３に記載のレンズ操作装置。
初期設定時において、前記レンズの移動範囲の情報として前記レンズを一方の可動端に移動させるための前記位置指令信号の値と、他方の可動端に移動させるための前記位置指令信号の値とを前記レンズ装置から受信することを特徴とする請求項２のレンズ操作装置。
前記レンズ操作装置と前記レンズ装置とは通信手段を有し、前記レンズ装置が必要とする分解能に関する情報を前記通信手段を介してレンズ装置から受信することを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１に記載のレンズ操作装置。
前記レンズ操作装置と前記レンズ装置とは通信手段を有し、前記指令信号を前記通信手段を介してレンズ装置に送信することを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１に記載のレンズ操作装置。
前記操作部材の操作量と、前記指令信号変換手段によって変換された指令信号とが比例関係にあることを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１に記載のレンズ操作装置。
前記指令信号変換手段は、前記操作量検出手段により所定の分解能で検出された前記操作部材の操作量を、前記必要分解能検出手段により検出された分解能で検出した場合の操作量に変換し、該変換した操作量に基づいて前記指令信号を求めることを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１に記載のレンズ操作装置。
前記操作量検出手段が前記操作部材の操作量を検出する分解能は、前記レンズ装置が必要とする前記指令信号の分解能よりも高いことを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか１に記載のレンズ操作装置。