JP4511879B2 - Electronic zoom operation mechanism and optical instrument equipped with the operation mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、光学器械の電子ズーム操作機構に関し、特に光学ズーム操作と類似の操作で電子ズーム操作が可能な電子ズーム操作機構とその電子ズーム操作機構を備えた光学器械に関する。 The present invention relates to an electronic zoom operation mechanism of an optical instrument, and more particularly to an electronic zoom operation mechanism capable of performing an electronic zoom operation by an operation similar to the optical zoom operation and an optical instrument including the electronic zoom operation mechanism.
従来、プロジェクタやカメラなどの光学器械のズーム操作は、手動でレンズを操作する光学ズームによって行われており、手動に代えて駆動モータを使用してレンズを操作するパワーズームも増加している。しかし、光学ズームでは倍率の高いズームを実現しようとするとレンズが複雑で大きくなる。そのため、最近はディジタル画像を電子的に拡大・縮小してズームの設定を行うディジタルズームとも呼ばれる電子ズームが用いられるようになってきて、光学ズームとの併用も行なわれている。 Conventionally, zoom operations of optical instruments such as projectors and cameras have been performed by optical zoom in which a lens is manually operated, and power zoom in which a lens is operated using a drive motor instead of manual operation is also increasing. However, in the optical zoom, when trying to realize a zoom with a high magnification, the lens becomes complicated and large. For this reason, recently, an electronic zoom called a digital zoom for setting a zoom by electronically enlarging / reducing a digital image has been used, and is also used in combination with an optical zoom.
これまで、電子ズームの操作はWIDE、TELE等の2つの操作ボタンを設けて、これらを押すことによってズーム動作を行っていた。図8を参照して従来の電子ズームの電子操作機構を説明する。図8は従来の電子ズームの操作機構の一例を示す模式的ブロック構成図である。電子ズーム操作機構130はズームを広角側に操作するWIDEズームキー131、望遠側に操作するTELEズームキー132、中央処理装置であるCPU143、画像の拡大あるいは縮小を指示する計数を画像制御部123に出力する計数回路であるスケーラ144を有する。電子ズームの動作は、WIDEズームキー131およびTELEズームキー132をユーザが押下することにより、その動作が映像ズーム処理部134に入力し、ズームキーの押下されている時間または回数をCPU143が検出し、その値を元にスケーラ144が画像制御部123を制御してディジタル的にズーム操作を行っている。
Until now, the electronic zoom operation has been provided with two operation buttons such as WIDE and TELE, and the zoom operation is performed by pressing these buttons. A conventional electronic operation mechanism of an electronic zoom will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic block diagram showing an example of a conventional electronic zoom operation mechanism. The electronic zoom operation mechanism 130 outputs the WIDE zoom key 131 for operating the zoom to the wide angle side, the TELE zoom key 132 for operating the telephoto side, the
しかしながら、このような従来の電子ズーム操作においては、次のような課題がある。第1の課題は、これまで回転式のズームレンズ機構の回転操作によってズーム操作を行う光学ズーム操作に馴染んでいたユーザにとって、2つの操作ボタンを設けて、これらを押すことによりズーム動作を行っているため、操作方法が従来とは異なったものとなり、ユーザが使用する際に違和感を覚えることである。 However, such a conventional electronic zoom operation has the following problems. The first problem is that a user who has been accustomed to an optical zoom operation that performs a zoom operation by rotating the rotary zoom lens mechanism so far has provided two operation buttons and performs a zoom operation by pressing these buttons. Therefore, the operation method is different from the conventional one, and the user feels uncomfortable when using it.
第2の課題は、2つの操作ボタンを設けて、これらを押すことにより、ズーム動作を行っているため、光学ズームを同一ラインナップにもつ製品開発を行う場合に鏡筒や筐体の共用化ができないということである。 The second problem is that two operation buttons are provided and the zoom operation is performed by pressing these buttons. Therefore, when developing products with the same lineup of optical zoom, it is possible to share the lens barrel and housing. That is not possible.
光学ズームにおいて、パワーフォーカス・パワーズームが手動による操作感覚に近く、高い操作性で高精度のパワーフォーカス・パワーズームを行えるズームレンズ鏡胴が開示されている。ここでは、レンズの固定筒と勘合状態で光軸方向との移動と光軸回りの回転が可能な操作環が設けられ、それに連動して回転する外周面に着磁部を有する着磁ロッドが設けられ、固定筒に位置決めされた操作環状態検出部が操作環の回転によりロッドが回転したときに着磁部からの磁界変化を検出することにより操作環の回転状態に対応するパワーズーム動作用の信号を出力している(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載のズームレンズ鏡胴では、固定筒と操作環との間の狭い間隙に、操作環と連動して回転可能で、円周方向に沿って交互にN極とS局が形成された着磁部を有する着磁ロットと、その着磁部の磁気を検出するための固定筒に位置決めされた磁気抵抗素子を有する操作環状態検出部を設ける必要があり、精密で複雑な構成となっている。また、このような光学レンズのズーム機構に単に電子操作を付加することによってパワーズームとすることも困難である。
However, in the zoom lens barrel described in
本発明の目的は、ズーム操作を光学ズームの操作と同様な方法で行うことができ、部材として光学ズームとの共用も可能な簡単な構造の電子ズーム操作機構とその操作機構を備えた光学器械を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic zoom operation mechanism having a simple structure in which a zoom operation can be performed in the same manner as the operation of an optical zoom, and can be shared with an optical zoom as a member, and an optical instrument including the operation mechanism Is to provide.
本発明の電子ズーム操作機構は、
レンズを有する光学器械の電子ズームを制御する電子ズーム操作機構であって、回転部材と、その回転部材に固定されその回転部材の回転方向に移動する磁性体と、磁性体の移動範囲近傍の所定位置に固定された磁気センサと、磁気センサの出力値から回転部材の回転角度を算出して、算出した回転角度に対応した電子ズームの制御値を出力する映像ズーム処理部とを備える。
The electronic zoom operation mechanism of the present invention is
An electronic zoom operation mechanism for controlling an electronic zoom of an optical instrument having a lens, a rotating member, a magnetic body fixed to the rotating member and moving in the rotating direction of the rotating member, and a predetermined vicinity in the vicinity of the moving range of the magnetic body A magnetic sensor fixed at the position; and a video zoom processing unit that calculates a rotation angle of the rotating member from an output value of the magnetic sensor and outputs a control value of an electronic zoom corresponding to the calculated rotation angle.
磁気センサは、磁性体の移動方向に沿って2個設けられており、映像ズーム処理部は、2個の磁気センサの出力値およびその和から回転部材の回転角度を算出してもよく、この場合2個の磁気センサの出力値の和が、2個の磁気センサの中間位置に磁性体があるときに最大となり、磁性体の位置に対応して滑らかに低下するように各磁気センサの位置と利得が調整されていることが好ましい。また、回転部材は、レンズの鏡筒の外周上を回転してもよい。 Two magnetic sensors are provided along the moving direction of the magnetic body, and the image zoom processing unit may calculate the rotation angle of the rotating member from the output values of the two magnetic sensors and the sum thereof. If the sum of the output values of the two magnetic sensors, becomes maximum when the middle position of the two magnetic sensors is a magnetic material, the position of the magnetic sensors so as to decrease smoothly in response to the position of the magnetic body It is preferable that the gain is adjusted. Further, the rotating member may rotate on the outer periphery of the lens barrel of the lens.
本発明のレンズを有する光学器械は、上述の電子ズーム操作機構を備えており、本発明のプロジェクタも上述の電子ズーム操作機構を備えている。 An optical instrument having the lens of the present invention includes the above-described electronic zoom operation mechanism, and the projector of the present invention also includes the above-described electronic zoom operation mechanism.
本発明では、電子ズームの操作を光学ズームの操作と同じく、操作リングにより行うことができるため、ユーザが使用する際にも光学ズームの操作と同様に行うことができる。また、光学ズームを同一ラインナップにもつ製品開発を行う場合にも、筐体の共用化が可能である。 In the present invention, since the operation of the electronic zoom can be performed by the operation ring in the same manner as the operation of the optical zoom, it can be performed similarly to the operation of the optical zoom when used by the user. The housing can also be shared when developing products with the same lineup of optical zoom.
本発明の第1の効果は、磁気センサにより回転運動を電気的な値に変換して検出し、電子ズームの制御を行っているので、電子ズームの操作を光学ズームの操作と同様な感覚で行うことができ、光学ズームになじんだ操作者が違和感を抱かないことである。 The first effect of the present invention is that the rotational movement is converted into an electrical value by a magnetic sensor and detected, and the electronic zoom is controlled. Therefore, the electronic zoom operation is similar to the optical zoom operation. It is possible for an operator who is able to perform the operation and is not familiar with the optical zoom.
第2の効果は、磁気センサを2つ設けることによって、検出幅を拡大することができ、操作の精度をあげることができることである。 The second effect is that by providing two magnetic sensors, the detection width can be expanded and the operation accuracy can be increased.
第3の効果は、光学ズームの操作リングと類似の操作リングを使用するので、光学ズームを同一ラインナップにもつ製品開発を行う場合に鏡筒や筐体の共用化ができることである。 The third effect is that since an operation ring similar to the operation ring of the optical zoom is used, the lens barrel and the case can be shared when developing a product having the optical zoom in the same lineup.
本発明は、プロジェクタ等のレンズ群を有する光学器械に装備されている電子ズーム操作機構の操作方法において、光学ズームと同様の操作方法で電子ズームの電子制御がおこなえるようにしたことを特徴としている。 The present invention is characterized in that, in an operation method of an electronic zoom operation mechanism provided in an optical instrument having a lens group such as a projector, electronic control of the electronic zoom can be performed by the same operation method as the optical zoom. .
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態の電子ズーム操作機構を備えたプロジェクタの模式的構成図である。ここでは、光学器械をプロジェクタとして説明するが、プロジェクタに限定されるのものではなくディジタルカメラやムービーカメラなどディジタルな映像を扱う光学器械にも広く適用できる。図2は本発明の第1の実施の形態の電子ズーム操作機構の構成を示すプロジェクタの部分模式図であり、(a)は投射レンズ近傍の部分側面断面図、(b)は投射レンズ近傍の部分正面断面図であり、図3は本発明の第1の実施の形態の電子ズーム操作機構の制御機能を示す電子ズーム操作機構の制御系統図である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector provided with an electronic zoom operation mechanism according to an embodiment of the present invention. Here, the optical apparatus will be described as a projector, but the present invention is not limited to a projector, and can be widely applied to optical apparatuses that handle digital images, such as digital cameras and movie cameras. 2A and 2B are partial schematic views of the projector showing the configuration of the electronic zoom operation mechanism according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2A is a partial side sectional view of the vicinity of the projection lens, and FIG. FIG. 3 is a partial front sectional view, and FIG. 3 is a control system diagram of the electronic zoom operation mechanism showing the control function of the electronic zoom operation mechanism according to the first embodiment of the present invention.
図1に示されるように、プロジェクタ10は、投射レンズ21と表示部22とを有する投影装置20と、表示部22の映像を制御する画像制御部23と、画像制御部23に所定のズームによる拡大・縮小画像の出力を指示する電子ズーム操作機構30と、映像入力部24と、全体の動作を制御する中央処理装置60とを備える。
As shown in FIG. 1, the projector 10 includes a projection device 20 having a projection lens 21 and a
図1および図2に示すように、電子ズーム操作機構30は、投射レンズ21のレンズ群を囲む鏡筒25の外面上に回転可能に配設されている操作リング31と、操作リング31に固定されて操作リング31の回転動作に対応して回転方向に移動する磁性体32と、磁性体32の回転経路近傍で、プロジェクタ10内部のプリント基板35に固定されている磁気センサ33と、磁気センサ33の信号を受けて画像制御部23に入力映像の拡大・縮小のズーム操作の指示を出力する映像ズーム処理部34とを有する。第1の実施の形態では磁気センサ33は、所定の間隔で配置された第1の磁気センサ33aと第2の磁気センサ33bとから構成される。ここで、磁性体32は永久磁石でも電磁石でもよく、磁気センサ33は磁気を電圧に変換できる素子であればよく、ホール素子、磁気抵抗素子が使用できる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic zoom operation mechanism 30 is fixed to the operation ring 31 and the operation ring 31 that is rotatably disposed on the outer surface of the lens barrel 25 surrounding the lens group of the projection lens 21. The
映像入力部24から入力し画像制御部23でズーム操作された映像は、表示部22から投射レンズ21を通過して投射面70に投射画像として投射される。投射画像は電子ズーム操作機構30により広角(WIDE)から望遠(TELE)までの画像として調整される。
The video input from the
次に、図1〜図3を参照して、第1の実施の形態の電子ズーム操作機構の動作について説明する。操作リング31は光学ズームのカム筒と呼ばれる操作リングと類似の形状となっており、プロジェクタ10の筐体11の外部から回転操作が可能となっている。例えばノブ31aを介して操作リング31を回転させると、操作リング31に固定された磁性体32が操作リング31と一体で回転方向に移動する。図3に模式的に示したように、操作リング31上に固定されている磁性体32は、操作リング31の回転により、プリント基板35に固定されている第1の磁気センサ33a、第2の磁気センサ33bとの位置関係が変化する。つまり、第1の磁気センサ33a、第2の磁気センサ33bで検出される検出値が、操作リング31の回転位置により異なることになる。この変化を検出して、電子ズーム動作を行う。このようにして、本願発明では、磁気センサ33により操作リング31の回転運動を検出し、電気的な値に変換できるので、電子ズームの操作を光学ズームの操作と同様に行うことができる。第1の実施の形態では磁気センサを2つ設けて検出できる磁性体の移動幅の拡大を図り制御の精度を高めているが、第2の実施の形態に示すように、磁気センサと磁石との位置関係によっては、1個のセンサで構成することも可能である。
Next, the operation of the electronic zoom operation mechanism of the first embodiment will be described with reference to FIGS. The operation ring 31 has a shape similar to an operation ring called an optical zoom cam cylinder, and can be rotated from the outside of the casing 11 of the projector 10. For example, when the operation ring 31 is rotated via the knob 31a, the
図4は、第1の磁気センサ33a、第2の磁気センサ33bで検出される検出電圧と操作リング位置との関係を示すグラフである。破線は第1の磁気センサ33aの検出電圧、鎖線は第2の磁気センサ33bの検出電圧、実線は第1の磁気センサ33aの検出電圧と第2の磁気センサ33bの検出電圧との加算値である。この図4は、第1の磁気センサ33aの検出電圧と第2の磁気センサ33bの検出電圧とから、操作リング31の位置を算出可能であることを示している。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the detection voltage detected by the first magnetic sensor 33a and the second magnetic sensor 33b and the operation ring position. The broken line is the detection voltage of the first magnetic sensor 33a, the chain line is the detection voltage of the second magnetic sensor 33b, and the solid line is the sum of the detection voltage of the first magnetic sensor 33a and the detection voltage of the second magnetic sensor 33b. is there. FIG. 4 shows that the position of the operation ring 31 can be calculated from the detection voltage of the first magnetic sensor 33a and the detection voltage of the second magnetic sensor 33b.
図3に示す映像ズーム処理部34では、磁気センサ33の検出電圧を電子ズームの動作に変換する電気回路のブロック図を示している。ここでは、磁気センサ33は電圧を出力するセンサである場合を例として説明する。第1の磁気センサ33aで検出した電圧は、第1の差動アンプ41aで電位差として検出および増幅される。第1の差動アンプ41aから出力された電位差は、第1のA/D変換器42aでディジタル信号に変換される。第1のA/D変換器42aでディジタル変換された信号はCPU43に入力する。同じく、第2の磁気センサ33bで検出された電圧も同様に、第2の系列の回路を通りCPU43に入力する。CPU43において、後に示す演算が行われて、操作リング31の回転角度が検出され、その値を基にスケーラ44が制御されて、スケーラ44の出力が画像制御部23に入力して映像のディジタルズーム制御が行われる。
The video
上述の操作リング31の回転角度を検出するための演算方法としては、次のような例が考えられる。前提として、同一操作リング位置における第1の磁気センサ33aと第2の磁気センサ33bとの加算値は各々の磁気センサの検出値より、常に大きくなりなおかつ第1の磁気センサ33aと第2の磁気センサ33bの中間で最大となり、電圧の変化がスムースな曲線を描くように、磁気センサ33の間隔および利得を調整しておく(図4の検出電圧の加算値53を参照)。これによって、操作リング31の回転角度を精度良く検出することができる。
The following example is conceivable as a calculation method for detecting the rotation angle of the operation ring 31 described above. As a premise, the added value of the first magnetic sensor 33a and the second magnetic sensor 33b at the same operation ring position is always larger than the detection value of each magnetic sensor, and the first magnetic sensor 33a and the second magnetic sensor The interval and the gain of the
第1の磁気センサ33a側の検出電位差と第2の磁気センサ33b側の検出電位差を加算する。この加算値が、各磁気センサの最大値より大きくなる場合、操作リング31の磁性体32は両磁気センサの間または、両磁気センサのピーク近辺に位置していることになる。
The detection potential difference on the first magnetic sensor 33a side and the detection potential difference on the second magnetic sensor 33b side are added. When this added value is larger than the maximum value of each magnetic sensor, the
この場合、第1の磁気センサ33aと第2の磁気センサ33bの検出電圧差を取り、その差に基づき操作リング31の位置を割り出す。即ち、図4において、
1)(第1の磁気センサ33aの検出電圧)−(第2の磁気センサ33bの検出電圧)>0の場合、WIDE側にある。
2)(第1の磁気センサ33aの検出電圧)−(第2の磁気センサ33bの検出電圧)=0の場合、中心にある。
3)(第1の磁気センサ33aの検出電圧)−(第2の磁気センサ33bの検出電圧)<0の場合、TELE側にある。
4)各磁気センサの最大値より小さい場合、操作リング31の位置は、各磁気センサのピーク付近を越えて、WIDE端、TELE端側に位置していることになる。
In this case, the detected voltage difference between the first magnetic sensor 33a and the second magnetic sensor 33b is taken, and the position of the operation ring 31 is determined based on the difference. That is, in FIG.
1) When (detection voltage of the first magnetic sensor 33a) − (detection voltage of the second magnetic sensor 33b)> 0, it is on the WIDE side.
2) (Detection voltage of the first magnetic sensor 33a) − (detection voltage of the second magnetic sensor 33b) = 0.
3) If (detection voltage of the first magnetic sensor 33a) − (detection voltage of the second magnetic sensor 33b) <0, it is on the TELE side.
4) When the value is smaller than the maximum value of each magnetic sensor, the position of the operation ring 31 is located on the WIDE end and the TELE end side beyond the vicinity of the peak of each magnetic sensor.
この場合はセンサそれぞれの検出値より、操作リングの位置を割り出すことができる。予め、両センサの最大値および、加算値は校正しておき、校正時の状態に基づき、CPU43において、補正することが有効である。
In this case, the position of the operation ring can be determined from the detection value of each sensor. It is effective to calibrate the maximum value and the addition value of both sensors in advance and correct them in the
次に本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。図5は本発明の第2の実施の形態の電子ズーム操作機構の構成を示すプロジェクタの部分模式図であり、(a)は投射レンズ近傍の部分側面断面図、(b)は投射レンズ近傍の部分正面断面図であり、図6は本発明の第2の実施の形態の電子ズーム操作機構の制御機能を示す電子ズーム操作機構の制御系統図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 5A and 5B are partial schematic views of a projector showing the configuration of the electronic zoom operation mechanism according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5A is a partial side sectional view in the vicinity of the projection lens, and FIG. FIG. 6 is a partial front sectional view, and FIG. 6 is a control system diagram of the electronic zoom operation mechanism showing a control function of the electronic zoom operation mechanism according to the second embodiment of the present invention.
第1の実施の形態では2個設けられていた磁気センサが、第2の実施の形態では1個である以外は第1の実施の形態と同じなので、同じ構成、動作の要素については同一の符号を付し説明を省略する。図7は磁気センサ83で検出される検出電圧と操作リング位置との関係を示すグラフである。この図7に示されるように磁気センサ83の検出電圧と操作リング位置とは相関関係があり、磁気センサ83の検出電圧から、操作リング31の位置を算出可能であることを示している。第2の実施の形態において、操作リング31に対する磁気センサ31の検出範囲は減少するが、センサの個数を低減できる。 Since the two magnetic sensors provided in the first embodiment are the same as those in the first embodiment except for one in the second embodiment, the same configuration and operation elements are the same. Reference numerals are assigned and description is omitted. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the detection voltage detected by the magnetic sensor 83 and the operation ring position. As shown in FIG. 7, the detection voltage of the magnetic sensor 83 and the operation ring position have a correlation, indicating that the position of the operation ring 31 can be calculated from the detection voltage of the magnetic sensor 83. In the second embodiment, the detection range of the magnetic sensor 31 relative to the operation ring 31 is reduced, but the number of sensors can be reduced.
10 プロジェクタ
11 筐体
20 投影装置
21 投射レンズ
22 表示部
23、123 画像制御部
24 映像入力部
25 鏡筒
27 投射光軸
30、130 電子ズーム操作機構
31 操作リング
31a ノブ
32 磁性体
33、83 磁気センサ
33a 第1の磁気センサ
33b 第2の磁気センサ
34、134 映像ズーム処理部
35 プリント基板
41a 第1の差動アンプ
41b 第2の差動アンプ
42a 第1のA/D変換器
42b 第2のA/D変換器
43、143 CPU
44、144 スケーラ
51 第1の磁気センサの検出電圧
52 第2の磁気センサの検出電圧
53 検出電圧の加算値
54 磁気センサの検出電圧
60 中央処理装置
70 投射面
131 WIDEズームキー
132 TELEズームキー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Projector 11 Housing | casing 20 Projection apparatus 21
44, 144 Scaler 51 Detection voltage of first magnetic sensor 52 Detection voltage of second magnetic sensor 53 Addition value of detection voltage 54 Detection voltage of
Claims (5)
回転部材と、
該回転部材に固定され該回転部材の回転方向に移動する磁性体と、
磁性体の移動範囲近傍の所定位置に固定された磁気センサと、
磁気センサの出力値から前記回転部材の回転角度を算出して、算出した回転角度に対応した電子ズームの制御値を出力する映像ズーム処理部と、を備え、
前記磁気センサは、前記磁性体の移動方向に沿って2個設けられており、
前記映像ズーム処理部は、2個の前記磁気センサの出力値およびその和から前記回転部材の回転角度を算出することを特徴とする電子ズーム操作機構。 An electronic zoom operation mechanism for controlling an electronic zoom of an optical instrument having a lens,
A rotating member;
A magnetic body fixed to the rotating member and moving in the rotational direction of the rotating member;
A magnetic sensor fixed at a predetermined position near the moving range of the magnetic material;
A video zoom processing unit that calculates a rotation angle of the rotating member from an output value of the magnetic sensor and outputs a control value of an electronic zoom corresponding to the calculated rotation angle;
Two magnetic sensors are provided along the moving direction of the magnetic body,
The electronic zoom operation mechanism, wherein the video zoom processing unit calculates a rotation angle of the rotating member from output values of two magnetic sensors and a sum thereof.
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