JP5132141B2 - テレビレンズ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エクステンダレンズによって撮影倍率が変換されても、絞り値を自動的に調整して画面の明るさを一定に保持するテレビレンズ装置に関するものである。
エクステンダレンズを搭載したテレビレンズ装置において、エクステンダレンズの倍率が切換えられると、焦点距離に変化が生ずるためＦナンバが変化する。そこで、エクステンダレンズの倍率に応じて絞り値を補正することで、エクステンダレンズの倍率に拘わらず、Ｆナンバが一定となるように絞りを制御するものが知られている。
例えば特許文献１では、エクステンダレンズが１倍から２倍に切換わると光量が半分になるため、絞りを開いて光量を２倍にすることで、エクステンダレンズを切換えても明るさが変化しないように絞り補正を行っている。
特開２０００−１６２６９２号公報
しかし、絞り値の光学的理論値に対して、電気的に制御された絞り値には誤差が存在する。全ての絞り値で一定の誤差を持つ場合は、絞り補正量に誤差分のオフセットを加えて補正を行えばよい。
絞り値によって誤差にばらつきがある場合には、一定の絞り補正値によって補正を行うと、誤差の大きな絞り値においては正確な補正が行えず、エクステンダレンズを切換えたときに画面の明るさが変化してしまうことになる。反対に、誤差の少ない絞り値では正確な補正が行われ、エクステンダレンズを切換えても画面の明るさは変化することはない。
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、エクステンダレンズの切り換えの前後での明るさを一定にするテレビレンズ装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明に係るテレビレンズ装置は、切り換え可能な複数のエクステンダレンズを含む光学系と、前記エクステンダレンズに関する情報を検出する検出手段と、前記光学系における光量を調整する絞りと、を備えるテレビレンズ装置であって、前記エクステンダレンズの切り換えに際して、前記エクステンダレンズの切り換えの前後での明るさを一定にするように、前記絞りの位置を指令する絞り制御信号を出力し前記絞りの駆動を制御する制御手段と、前記絞りの各絞り値における誤差に応じた補正量が記憶された記憶手段と、を備え、前記制御手段が、前記エクステンダレンズの切り換えに際して、前記検出手段により検出した前記エクステンダレンズに関する情報に基づく前記絞り制御信号と、前記記憶手段に記憶された前記補正量の情報とに基づいて、前記絞りの駆動を制御することを特徴としている。
本発明に係るテレビレンズ装置によれば、エクステンダレンズの切り換えの前後での明るさを一定にすることができる。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は構成図であり、テレビレンズ１０はテレビカメラ４０に接続されている。テレビレンズ１０においては、光軸上に、フォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２、絞り１３、複数のエクステンダレンズ１４が配列されている。また、これらのレンズ１１、１２、絞り１３を駆動するための駆動モータ１５、１６、１７及び各駆動アンプ１８、１９、２０、Ｄ／Ａ変換器２１、２２、２３が設けられ、プログラムによるＣＰＵ２４の指令によって作動するようになっている。
また、レンズ１１、１２及び絞り１３は、それぞれフォーカス位置検出センサ２５、ズーム位置検出センサ２６及びポテンショメータ２７により位置が検出され、それぞれＡ／Ｄ変換器２８、２９、３０を介してＣＰＵ２４に接続されている。
複数のエクステンダレンズ１４はターレット３１により保持され、駆動アンプ３２を介して駆動モータ３３によりＣＰＵ２４の指令によって駆動され、位置検出センサ３４によりその位置を検出するようにされている。また、制御手段であるＣＰＵ２４には記憶手段であるＲＯＭ３５が接続されている。
テレビカメラ４０には、テレビレンズ１０の光軸上に撮像素子４１が配置され、更に絞り設定回路４２、ＣＰＵ４３が設けられ、絞り設定回路４２の出力はＣＰＵ４３に接続され、ＣＰＵ４３はテレビレンズ１０のＣＰＵ２４と接続されている。これにより、撮像素子４１における明るさに基づいて絞り設定回路４２により絞り制御信号が生成され、ＣＰＵ４３からテレビレンズ１０のＣＰＵ２４に信号が出力される。
フォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２は、それぞれフォーカス駆動モータ１５、ズーム駆動モータ１６によって光軸方向に移動される。駆動モータ１５、１６はそれぞれ駆動アンプ１８、１９によって制御され、フォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２はそれぞれの位置を検出する位置検出センサ２５、２６の信号を参照しながら、ＣＰＵ２４からの指令信号に従って駆動される。
絞り１３は絞り駆動モータ１７によって、絞り値が変化するようにされ、絞り駆動モータ１７は絞り駆動アンプ２０によって制御されている。絞り値を検出するポテンショメータ２７の検出信号を参照しながら、ＣＰＵ２４からの指令信号に従い駆動される。
図２はエクステンダレンズ１４の構成図を示し、円板状のターレット３１に１倍のエクステンダレンズ１４ａ、２倍のエクステンダレンズ１４ｂが配置されている。駆動モータ３３を用いて、ターレット３１を回転させることで、エクステンダレンズ１４ａ、１４ｂを切換え、光軸上に配置させることができる。駆動モータ３３は駆動アンプ３２によって制御され、ＣＰＵ２４から入力される指令信号に従って駆動し、どのエクステンダレンズ１４が選択されたか、つまりターレット３１の回転位置を位置検出センサ３４によって検出し、ＣＰＵ２４に入力する。
このように、ＣＰＵ２４はコントローラから入力されるフォーカスレンズ１１、ズームレンズ１２、絞り１３及びエクステンダレンズ１４のそれぞれの制御信号に基づいて、各駆動アンプに指令信号を出力し制御を行う。
図３は絞り値を指令する絞り制御信号値の範囲と、１倍のエクステンダレンズ１４ａ及び２倍のエクステンダレンズ１４ｂが挿入されているときのＦナンバとの関係図である。絞り値の可動範囲Ｏ（開）〜Ｃ（閉）に対して、絞り制御信号値はＶｏ〜Ｖｃの範囲に対応している。
例えば、１倍のエクステンダレンズ１４ａが挿入されている場合に、絞り値の可動範囲Ｏ〜Ｃに対して、そのＦナンバはＦ１．４〜Ｆ１６の範囲で変化する。また、２倍のエクステンダレンズ１４ｂが挿入されている場合は、絞り値の可動範囲に対してＦナンバは全体に大きくなる方向にシフトする。従って、絞り制御信号値が示す位置に絞り値を設定すると、エクステンダレンズ１４の倍率によってＦナンバが異なり、倍率を切換えた際に画面の明るさが変化することになる。
そこで、１倍のエクステンダレンズ１４ａから２倍のエクステンダレンズ１４ｂに切換わるときに、Ｆナンバの範囲がシフトする量を絞り制御信号値に加算する。この結果、得られた値の示す位置に絞りを設定することで、エクステンダレンズ１４が切換わる際に発生する明るさの変化を補正する。
例えば図３において、１倍のエクステンダレンズ１４ａのときに絞り値がＦ４であったとすると、２倍のエクステンダレンズ１４ｂに切換えると、そのままで３は光量が半分となりＦ８となる。そこで、Ｆナンバのシフト量Ｓを絞り制御信号値に加えることで絞り値を動かし、エクステンダレンズ１４ｂの切換前と同じＦ４の明るさにすることができる。
ここで、絞り値の光学的理論値と電気的に制御された絞り値に誤差があり、かつこの誤差は絞り値によってばらつきがある。従って、シフト量Ｓを一定にして補正を行っても、誤差の大きな絞り値では補正すべき絞り値から外れ、エクステンダレンズ１４ｂの切換後に、明るさが変化してしまうことがある。
本実施例では、このような不具合が生じないようにするため、シフト量Ｓを一定にせず、各絞り値における誤差を考慮したシフト量Ｓをデータテーブルとして準備しておき、絞りの補正を行う。
図４はＦナンバと実際のＦナンバの誤差を示した例であり、例えばＦ２．８の状態でエクステンダレンズ１４を１倍から２倍に切換えると、このときＦ１．４のＦ２．８に対する誤差はΔＥ１である。従って、前述したシフト量Ｓの値だけ絞り値をシフトさせて補正しようとすると、誤差ΔＥ１によって、補正前よりも暗くなってしまう。反対に、Ｆ８の状態でエクステンダレンズ１４を１倍から２倍に切換えると、誤差ΔＥ２があるため補正前よりも明るくなってしまう。
従って、前者の場合にＦナンバのシフト量Ｓに誤差ΔＥ１に相当する値を加えて補正を行う。後者の場合は、シフト量Ｓから誤差ΔＥ２に相当する値を差し引いて補正を行うことで、エクステンダレンズ１４の切換えの前後での明るさを一定にすることができる。
このように、各絞り値における相対誤差のデータを予め用意し、図５に示すように、これを絞り補正データテーブルのデータ配列としてＲＯＭ３５に記憶しておき、絞り補正を行う際に読み出して使用する。
実際に、絞り補正を行うときに用いる誤差データは、上述した絞り補正データテーブルの値と絞り制御信号値から次のような方法で決定する。図６に示すように、例えば絞り補正データテーブルはＦ２．８〜Ｆ１６で６個用意されているとする。現在の絞り値がＦ６の場合は、Ｆ５．６とＦ８の絞り補正データテーブルの値から、直線近似等の方法を用いて補間し、現在の絞り値において用いる補正データを算出する。
図７はＣＰＵによる絞り補正の制御手順のフローチャート図である。先ず、ＣＰＵ２４はエクステンダレンズ１４を位置検出センサ３４により読み込む（ステップＳ１）。そして、この位置信号によってエクステンダレンズ１４が１倍又は２倍かを判断する（ステップＳ２）。エクステンダレンズ１４が２倍の場合には、絞り補正データを算出するために、テレビカメラ４０の絞り設定回路４２の絞り制御信号をＣＰＵ４３を介して読み込む（ステップＳ３）。
この絞り制御信号から、予めＲＯＭ３５に記憶している絞り補正データテーブルの中で参照する誤差データを決定し、このデータを読み込む（ステップＳ４）。読み込んだデータは直線近似又は多項式近似等の方法によって補間を行い、現在の絞り値における補正データを算出する（ステップＳ５）。
一方、エクステンダレンズ１４が１倍の場合には、絞り補正データに０をセットする（ステップＳ６）。このように決定された絞り補正データは、テレビカメラ４０からの絞り制御信号に加算され（ステップＳ７）、絞り駆動アンプ２０を経て駆動モータ１７に出力され、絞り１３を制御する。
このように、絞り値と光量の関係に誤差があっても、予め誤差ΔＥ１、ΔＥ２を考慮した絞り補正データを用意しておくことで、絞り値による補正のばらつきをなくし、全ての絞り値において良好な補正を行うことができる。
なお、上述の実施例では、１倍のエクステンダレンズ１４ａと２倍のエクステンダレンズ１４ｂを搭載したテレビレンズ装置について説明したが、他の倍率のエクステンダレンズを設けた場合であっても同様に実施できる。
また、現在使用されているカメラの画面サイズには、アスペクト比が１６：９と４：３のものとが知られている。これらの画面サイズに対して撮影倍率１倍のときの画角を同一にするレシオコンバータレンズ、つまり０．８倍のエクステンダレンズが搭載されたものについても、同様に適用することができる。
実施例のテレビレンズ装置の構成図である。 エクステンダレンズの構成図である。 絞り値とＦナンバの関係の説明図である。 Ｆナンバと誤差のグラフ図である。 補正データテーブルの説明図である。 誤差データ算出の説明図である。 制御手順のフローチャート図である。
符号の説明
１０ テレビレンズ
１１ フォーカスレンズ
１２ ズームレンズ
１３ 絞り
１４、１４ａ、１４ｂ エクステンダレンズ
２４、４３ ＣＰＵ
３１ ターレット
３４ 位置検出センサ
３５ ＲＯＭ
４０ テレビカメラ
４１ 撮像素子

Claims (2)

  1. 切り換え可能な複数のエクステンダレンズを含む光学系と、
    前記エクステンダレンズに関する情報を検出する検出手段と、
    前記光学系における光量を調整する絞りと、
    を備えるテレビレンズ装置であって、
    前記エクステンダレンズの切り換えに際して、前記エクステンダレンズの切り換えの前後での明るさを一定にするように、前記絞りの位置を指令する絞り制御信号を出力し前記絞りの駆動を制御する制御手段と、
    前記絞りの各絞り値における誤差に応じた補正量が記憶された記憶手段と、
    を備え、
    前記制御手段が、前記エクステンダレンズの切り換えに際して、前記検出手段により検出した前記エクステンダレンズに関する情報に基づく前記絞り制御信号と、前記記憶手段に記憶された前記補正量の情報とに基づいて、前記絞りの駆動を制御することを特徴とするテレビレンズ装置。
  2. 前記検出手段が、前記複数のエクステンダレンズをターレットに取り付け、前記検出手段は前記ターレットの回転位置を検出することにより、前記エクステンダレンズに関する情報を検出することを特徴とする請求項１に記載のテレビレンズ装置。
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