JP6370081B2 - レンズシステム及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、レンズシステムに関し、特に、ズームレンズ、フォーカスレンズ、アイリス等の可動光学部材、及び、それらの位置を検出する位置検出装置を有するレンズシステム及びそれを有する撮像装置に関する。

現在、テレビや映画の撮影に使用するレンズシステムには、ズームやフォーカスといった可動光学部材をよりなめらかに操作するために、電動操作可能とすることが必須となってきている。一方で、従来の操作リングを直接手で回転させるといった手動操作に慣れたユーザからは、電動操作だけでなく従来の手動操作もできるようにしてほしい、という要望もある。

特許文献１では、このような要望に答えるため、従来の手動操作可能なレンズユニットに、電動操作可能で着脱可能なアクセサリユニットを備えるレンズシステムが提案されている。

特開２００５−４３７１３号公報

可動光学部材を持つレンズユニットから、可動光学部材の位置を検出する検出器を持つアクセサリユニットを１度外してから再び装着した時には、各光学部材位置算出のための調整を行う必要がある。また、アクセサリユニットは固有のレンズユニットのトルクや光学部材端位置のバラつきを補正するため、工場出荷時に、レンズユニットとアクセサリユニットが対で調整されているのが一般的である。また、レンズユニット及びアクセサリユニットには同一の製造番号また対で調整されたことがわかるような同一のユニークな番号が記入されている。

また、映画撮影では、通常、映像の記録と共に映像に関する情報も記録している。例えば撮影レンズの被写体距離、焦点距離、絞り情報等がメタデータ記録されている。

複数の同一仕様のレンズユニットを保有しているユーザにおいて、アクセサリユニットを着脱した際に、対で調整されたアクセサリユニットとレンズユニットの組み合わせを示す番号を見落として、調整時とは異なるペアで組み合わせてしまうことがある。その場合、位置検出器の出力値の範囲が異なったり、トルクのバラつきを補正できないなど所定の制御性能を得ることができなかったりする。

そこで、本発明の目的は、例えば、レンズユニットに対する着脱に有利なアクセサリユニットを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のレンズシステムは、可動光学要素を有するレンズユニットに着脱可能で、前記可動光学要素を駆動するための駆動手段と、前記可動光学要素の位置を検出する位置検出手段とを有するアクセサリユニットであって、接続されるべきレンズユニットの識別情報としての基準識別情報を記憶する記憶手段と、前記レンズユニットからの該レンズユニットの識別情報としてのレンズ識別情報と前記基準識別情報との比較を行う制御手段と、前記制御手段により比較された前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかったことを示す情報をユーザに対して出力する出力手段と、を有し、前記記憶手段は、前記レンズユニットの個体に固有の第１制御データと、前記レンズユニットの個体に非固有のデフォルトの第２制御データとを記憶し、前記制御手段は、前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致した場合は、前記第１制御データに基づいて前記可動光学要素の位置を制御し、前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかった場合は、前記第２制御データに基づいて前記可動光学要素の位置を制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、レンズユニットに対する着脱に有利なアクセサリユニットを提供できる。

本発明のレンズシステムの実施例１の構成ブロック図 実施例１のＣＰＵ２１１の全体処理のフローチャート 実施例１の表示器の警告表示例 本発明のレンズシステムの実施例１の構成ブロック図 実施例２のＣＰＵ２１１の全体処理のフローチャート 実施例３のＣＰＵ２１１の全体処理のフローチャート 実施例３のＣＰＵ２１１のレンズ駆動制御処理のフローチャート

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。

図１は、本発明を適用できる実施例１のレンズ装置の構成を示したものである。
本実施例のレンズ装置は、大きく分けてレンズユニット１、アクセサリユニット２の２つで構成される。ただし、レンズユニット１とアクセサリユニット２は着脱可能な構造となっており、マニュアル操作のみで撮影するなどの場合には、レンズユニット１のみの構成として使用される。

レンズユニット１の詳細構成について説明する。
絞り１０１はレンズユニット１が結像する像の光量、及び、焦点深度を変化させるための光学素子であり、絞り操作リング１０２を回転することで機構的に開口絞り１０１の開口径を操作することができる。

フォーカスレンズ群１０３は光軸方向に移動することで、レンズユニット１の結像位置を変位させるための光学素子である。フォーカス操作リング１０４を回転することで、機構的にフォーカスレンズ群１０１を光軸方向に操作することができる。

レンズＣＰＵ１１１は、後述するソフトウェア処理によって、レンズユニット１とアクセサリユニット２との着脱検出、アクセサリＣＰＵ２１１と通信等を行うデバイスである。

レンズＥＥＰＲＯＭ１１２は不揮発性のメモリであって、レンズＣＰＵ１１１の指令に応じて、後述するレンズユニットの識別情報等を記憶する記憶デバイスである。

次に、アクセサリユニット２の詳細構成について説明する。
絞りモータ２０１は、レンズユニット１に装着時にレンズユニット１の絞り操作リング１０２と係合する絞りギア２０２を介して絞り操作リング１０２を回転させるアクチュエータである。絞り位置検出器２０３（位置検出手段）は絞りギア２０２の回転位置を検出する検出器である。

フォーカスモータ２０４は、レンズユニット１に装着時にレンズユニット１のフォーカス操作リング１０４と係合するフォーカスギア２０５を介してフォーカス操作リング１０４を回転させるアクチュエータである。フォーカス位置検出器２０６（位置検出手段）はフォーカスギア２０５の回転位置を検出する検出器である。

アクセサリＣＰＵ２１１（ＩＤ比較手段）は、後述するソフトウェア処理によって、絞りモータ２０１とフォーカスモータ２０４の制御、レンズＣＰＵ１１１と通信等を行うデバイスである。

アクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２は不揮発性のメモリであって、アクセサリＣＰＵ２１１の指令に応じて、後述するアクセサリユニットの識別情報等を記憶する記憶デバイスである。

表示器２１３はアクセサリＣＰＵ２１１の指令に応じて、レンズユニット１やアクセサリユニット２の各種内部情報を表示するデバイスである。また、図示はしてないがアクセサリＣＰＵ２１１よりカメラに対して被写体距離、焦点距離、絞り情報といったレンズ情報を出力する機能も有している。

次に、アクセサリＣＰＵ２１１（ＩＤ比較手段）で行うソフトウェア処理について説明する。図２は実施例１におけるアクセサリＣＰＵ２１１で行う全体処理のフローチャートである。

はじめに、レンズユニット１に電源を供給し、レンズＣＰＵ１１１とアクセサリＣＰＵ２１１とを通信可能にする。このとき、Ｓ１０１でレンズＥＥＰＲＯＭ１１２に記憶されている識別情報をレンズＣＰＵ１１１（ＩＤ出力手段）が読み込み、アクセサリＣＵ２１１に送信する。アクセサリＣＰＵ２１１ではレンズＣＰＵ１１１より送信された識別情報を受信する。レンズＥＥＰＲＯＭ１１２には予めレンズユニット固有に付与されたユニークな番号（識別情報）が記憶されており、製造番号や任意の文字列が用いられる。また、レンズＥＥＰＲＯＭ１１２には固有のレンズユニットに応じたレンズ光学部材端位置やレンズ制御補正データ等も記憶されている。

続いて、Ｓ１０２ではアクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２に記憶されているレンズユニット１の識別情報を読み出す。Ｓ１０３では、アクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２に対応するレンズユニットの識別情報が設定されていない場合は、レンズユニット１から受信した識別情報を対応するレンズユニットの識別情報としてレンズＥＥＰＲＯＭ１１２に書き込み（Ｓ１０４）、処理を完了する。ＥＥＰＲＯＭ２１２に既に対応するレンズユニットの識別情報（基準ＩＤ）が設定されている場合は、レンズユニット１より受信した識別情報（レンズＩＤ）とＥＥＰＲＯＭ２１２に記憶されているレンズユニットの識別情報（基準ＩＤ）とを比較（Ｓ１０５）する。一致した場合は処理を完了する。一致しない場合は表示器２１３に図３の様な警告出力を行う。

本実施例の効果について説明する。
従来では、アクセサリユニット２をレンズユニット１から外し、ユーザが組み合わせ番号を確認せず再び装着した場合で、調整されたアクセサリユニットとレンズユニットとは異なる組み合わせで装着されてしまう場合がある。その時には、ユーザは、実際に動作させ、所定の端位置まで動作しなかったり、所定の制御性能が出なかったりするなどの現象が発生するまで誤った組み合わせで装着されていることに気付きにくい。

その結果、気付くまでに間違った位置データをメタデータとして映像信号に記憶してしまうといった問題が生じていた。

しかし本実施例では、位置検出機能を持つアクセサリユニット２が光学素子を持つレンズユニット１の識別情報（レンズＩＤ）を読み出し、アクセサリユニット２がペアのユニットとして記憶しているレンズユニット１の識別情報（基準ＩＤ）とを比較する。そして、その識別情報が異なる時、ユーザに警告表示を行うことによりユーザは撮影を開始する前にレンズユニット１とアクセサリユニット２の正しい組み合せに戻すことが可能となる。

なお、本実施例では表示器の例として液晶表示器（表示手段）を示しているが、ＬＥＤ（表示手段）を点灯・消灯・点滅させるなどしても良い。また、警告音発生手段による音、振動発生手段による振動によってユーザに伝達できるようにしてもよい。また、電源オン時にフォーカスモータ２０１、絞りモータ２０４を駆動し、レンズユニット１のフォーカス操作リング１０２、絞り操作リング１０４の何れかを動かしてユーザに警告しても良い。例えば、一定の位置の往復を繰り返したりするなど通常電源オン時の動作とは異なる動作をさせて、ユーザに警告しても良い。

また、本実施例のレンズ装置に構成されている可動光学要素は開口絞りとフォーカスレンズだけであったが、これにズームレンズを加えても同様に適用可能である。

図４は、本発明の実施例２のレンズ装置の構成を示したものである。
本実施例では、レンズユニットとアクセサリユニットの組み合わせが異なっていた場合、回転ロック部材を用いてフォーカス操作リング及び絞り操作リングの回転操作ができないようにすることでユーザに警告する構成について説明する。

実施例１と同じ構成については説明を省略し、新たに追加した構成についてのみ説明する。
レンズユニット１の構成は同一である。アクセサリユニット２の詳細構成について説明する。

ＣＰＵ２１１には回転ロック駆動部２１４が接続され、回転ロック駆動部２１４はレンズユニット１のフォーカス操作リング１０２、絞り操作リング１０４のマニュアル操作を禁止するレンズ回転ロック部材２１５に接続されている。

レンズＣＰＵ２１１で行うソフトウェア処理について説明する。図５は実施例２におけるレンズＣＰＵ２１１で行う全体処理のフローチャートである。
Ｓ１０１〜Ｓ１０６は実施例１と同じため、説明は省略する。

Ｓ１１０では、レンズユニット１から受信した識別情報（レンズＩＤ）とアクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２から読み出した識別情報（基準ＩＤ）が一致しない場合、回転ロック駆動部２１４に対して制御信号を送信する。これにより、回転ロック部材２１５を動作させ、フォーカス操作リング１０２及び絞り操作リング１０４のマニュアル操作及び電動操作を禁止する。

本実施例の効果について説明する。
本実施例では、レンズユニット１とアクセサリユニット２の識別情報が一致しない時、回転ロック部材を使用しフォーカス操作リング１０２及び絞り操作リング１０４の回転を禁止することによって、ユーザが表示部２１３の確認を行わなかった場合の誤動作を確実に防止する。これにより、間違った位置データをメタデータとして映像信号に記憶してしまうことを未然に防止する。

本実施例では、表示器への警告表示を行った上でフォーカス操作リング１０２及び絞り操作リング１０４の回転を禁止しているが、警告器への警告表示は必須ではない。

このように、回転ロック部材２１５によりフォーカス操作リング１０２及び絞り操作リング１０４のマニュアル操作及び電動操作を禁止する。しかし、マニュアル操作のみを有効とし、フォーカスモータ２０１及び絞りモータ２０４の制御を停止し、電動操作のみを禁止するようにしても良い。

実施例１のレンズ装置の構成ブロック図１を参照しながら、実施例３のレンズ装置について説明する。通常アクセサリユニット２のアクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２にはレンズユニット固有のレンズ光学部材端位置やレンズ補正制御データ及び補正前のデフォルト制御データが記憶されている。

図６は、実施例３におけるレンズＣＰＵ２１１で行う全体処理のフローチャートである。Ｓ１０１〜Ｓ１０６は実施例１と同じため、説明は省略する。

Ｓ１２０では、レンズユニット１から受信した識別情報とアクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２から読み出した識別情報が一致しない場合、予めアクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２に記憶されているレンズ制御のためのデフォルトデータを読み出す。読み出し後、不一致フラグを“１”に設定（Ｓ１２１）し、処理を終了する。

次に、レンズＣＰＵ２１１で行う制御データ処理について図７のフローチャートを使用し説明する。Ｓ２０１では不一致フラグを読み出し、“１”でなければ、即ちレンズユニットとアクセサリユニットの組合せが調整時と一致した時は、制御用のデータとしてアクセサリＥＥＰＲＯＭ２１２（補正データ記憶手段）に記憶されているレンズユニット固有の補正制御データを読み込む（Ｓ２０２）。その後、処理を終了する。

不一致フラグが“１”であれば、即ちレンズユニットとアクセサリユニットの組合せが調整時の組合せと一致しない場合は、制御用のデータとしてアクセサリＥＰＲＯＭ２１２（デフォルトデータ記憶手段）に記憶されている、デフォルト制御データを読み込む（Ｓ２０３）。

次にＳ２０４ではアクセサリＥＰＲＯＭ２１２（端記憶手段）に記憶されている、可動光学要素の可動範囲の端位置のソフトリミットを無効とし（Ｓ２０４）、処理を終了する。

ここで、レンズユニット固有の補正制御データとは、調整が実施されたレンズユニットとアクセサリユニットとの特定の組み合わせにおいて、所定の目的を達成するために必要なアクセサリユニット内の絞りモータ２０１、フォーカスモータ２０４のような駆動手段の制御に必要なデータである。より具体的には、可動光学要素を所定の可動範囲で精密に一定速度で変化させたい場合の駆動範囲、駆動速度、駆動方向、レンズ装置の姿勢等をパラメータとして考慮した位置と必要トルクの関係のデータである。または、それを実現させることを保証できる可動光学要素の可動範囲のデータ等、ある所定の目的を達成するために必要な可動光学要素の制御可動範囲、駆動手段の駆動トルク等の制御に関するデータである。このレンズユニット固有の補正制御データは、通常、製造段階の出荷前の調整時に、レンズユニットとアクセサリユニットを連結して、必要な諸特性を測定して設定される。すなわち、レンズユニットとアクセサリユニットの製造誤差等の個体差を吸収する補正データである。

一方、レンズ制御のためのデフォルト制御データとは、個別の製造誤差等の個体差については考慮されていない、レンズユニット、アクセサリユニットの駆動制御に関するデータであり、レンズユニット単独、及び、アクセサリユニット単独の仕様に基づき、設定される制御データである。調整時に上記の制御補正データを取得した特定のレンズユニットとアクセサリユニットとの組み合わせではないが、同じ仕様のレンズユニットとアクセサリユニットの組み合わせに対して適用可能な制御データである。または、仕様も異なるが、互いに接続可能なレンズユニットとアクセサリユニットの組み合わせに対して適用可能なデフォルト制御データであってもよい。例えば、可動光学要素の駆動範囲について可動光学要素の移動可能範囲を通常使用で利用可能な範囲全体とするデータである。または、レンズユニットの設計仕様とアクセサリユニットの駆動手段の設計仕様のみに基づいて設定された一定速度駆動をするための可動光学要素の位置と駆動トルクの関係のデータである。または、レンズユニットの設計仕様のみに基づいた制御データ、アクセサリユニットの設計仕様のみに基づいた制御データなどが考えられる。

本実施例の効果について説明する。
本実施例では、レンズユニット１とアクセサリユニット２の識別情報が調整時の組み合わせと一致しない場合、補正制御データとしてデフォルトデータを使用し、レンズ光学部材端位置を無効とする。これによって、最適な動作性能を得ることはできないが、フォーカス及び絞りの機械的可動範囲の全領域を動作させることが可能となる。また、光学部材端位置の自動検出機能を有している場合は、可動稼働光学要素の可動範囲全域で動作させることが可能となるため、光学部材端位置が確定した後、カメラに対して被写体距離、焦点距離、絞り情報といったレンズ情報を出力することも可能となる。

本発明のレンズシステムにより、可動光学部材を持つレンズユニットに可動光学部材の位置を検出するアクセサリユニットを装着した時に、レンズユニットとアクセサリユニットの組み合わせが所定の組み合わせと一致していない場合に、ユーザに警告することを可能としたレンズ装置を提供することができる。

さらに、本発明のレンズシステムと、レンズシステムからの被写体光を受光する撮像素子を有することにより、本発明の効果を享受できる撮像装置を実現することができる。

１ レンズユニット
２ アクセサリユニット
１０１ 絞り（可動光学要素）
１０３ フォーカスレンズ群（可動光学要素）
１１１ レンズＣＰＵ（ＩＤ出力手段）
２０３ 絞り位置検出器（位置検出手段）
２０６ フォーカス位置検出器（位置検出手段）
２１１ アクセサリＣＰＵ（ＩＤ比較手段）
２１２ アクセサリＥＥＰＲＯＭ（ＩＤ記憶手段）

Claims (10)

1. 可動光学要素を有するレンズユニットに着脱可能で、前記可動光学要素を駆動するための駆動手段と、前記可動光学要素の位置を検出する位置検出手段とを有するアクセサリユニットであって、
   接続されるべきレンズユニットの識別情報としての基準識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記レンズユニットからの該レンズユニットの識別情報としてのレンズ識別情報と前記基準識別情報との比較を行う制御手段と、
   前記制御手段により比較された前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかったことを示す情報をユーザに対して出力する出力手段と、
   を有し、
   前記記憶手段は、前記レンズユニットの個体に固有の第１制御データと、前記レンズユニットの個体に非固有のデフォルトの第２制御データとを記憶し、
   前記制御手段は、前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致した場合は、前記第１制御データに基づいて前記可動光学要素の位置を制御し、前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかった場合は、前記第２制御データに基づいて前記可動光学要素の位置を制御する、
   ことを特徴とするアクセサリユニット。
2. 可動光学要素を有するレンズユニットに着脱可能で、前記可動光学要素を駆動するための駆動手段と、前記可動光学要素の位置を検出する位置検出手段とを有するアクセサリユニットであって、
   接続されるべきレンズユニットの識別情報としての基準識別情報を記憶する記憶手段と、
   前記レンズユニットからの該レンズユニットの識別情報としてのレンズ識別情報と前記基準識別情報との比較を行う制御手段と、
   前記制御手段により比較された前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかったことを示す情報をユーザに対して出力する出力手段と、
   を有し、
   前記記憶手段は、前記可動光学要素の制御上の可動範囲の端の位置を記憶し、
   前記制御手段は、前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかった場合は、前記記憶手段に記憶された前記端の位置による前記制御上の可動範囲においてではなく、前記可動光学要素の機械的な可動範囲の全域において、前記可動光学要素の位置を制御する、
   ことを特徴とするアクセサリユニット。
3. 前記出力手段は、前記基準識別情報と前記レンズ識別情報とが一致しなかったことを表示する表示器を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセサリユニット。
4. 前記出力手段は、前記可動光学要素を駆動できないようにロックするロック部材を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセサリユニット。
5. 前記出力手段は、前記駆動手段の制御を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセサリユニット。
6. 前記出力手段は、音を発生することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクセサリユニット。
7. 可動光学要素を有するレンズユニットと、
   前記レンズユニットに着脱可能な、前記請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載のアクセサリユニットと、
   を有することを特徴とするシステム。
8. 前記レンズユニットは、前記アクセサリユニットに前記レンズ識別情報を送信する手段を有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記可動光学要素は、レンズ群および開口絞りのうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載のシステム。
10. 請求項７乃至９のうちいずれか１項に記載のシステムと、
    前記システムからの光を受光する撮像素子と、
    を有することを特徴とする撮像装置。

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