JP6530737B2 - 制御装置、レンズ装置および操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、レンズ装置および操作装置に関するものである。

テレビカメラ等の撮像装置におけるフォーカス制御装置では、モータ等の駆動系とこの駆動系を制御する制御系とから成るサーボ手段により行われている。このサーボ手段における制御系に指令信号を与えるために、図１５のようなフォーカスコントローラ１０が使用されている。操作部は回転する機構を有し、メカストッパーにより所定の回転角以上に回転操作できないようにすることで、操作回転角とフォーカス位置の関係を感覚的に把握できるようになっている。フォーカスコントローラ１０の操作量とフォーカスレンズの駆動量が比例関係になっていると、被写界深度が浅い条件において、フォーカスノブの回転量に対するピント合わせの感度が高くなる。そこで、図１６のようにフォーカスノブの回転量に対して至近側または無限側では緩やかな傾きとなるように曲線的にフォーカスの駆動量の特性を変更するものが提案されている。（例えば、特許文献１）

特開平４−１４５７７６号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、撮影したい距離範囲において必ずしも所望の操作特性にできるとは限らない。また、特定の場所においてはフォーカスノブの回転角に対してフォーカス駆動量が大きくなる領域があり、操作しづらくなってしまう。

本発明の目的は、例えば、操作性の点で有利な制御装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、両端を有する可動範囲において光学部材を駆動するための制限された可動範囲を有する操作部と、前記操作部の操作量と、前記光学部材を駆動するための指令値との間の対応関係を設定する設定手段と、前記対応関係と、前記指令値とに基づいて、前記指令値を得る制御手段と、を有する制御装置であって、前記操作部の前記制限された可動範囲を前記光学部材の前記可動範囲に対応づける第１モードと、前記操作量の変化に対する前記指令値の変化の比が前記第１モードにおけるものより小さくなるように、前記操作部の前記制限された可動範囲を前記光学部材の前記可動範囲の一部に対応づける第２モードとの間でモードを切り替える切替え手段を有し、前記設定手段は、前記切替え手段により前記第１モードと前記第２モードとの間でモードが切り替えられた場合に、前記制限された可動範囲に対応する前記操作部の操作量の範囲のうちで指定された操作量において前記光学部材を駆動するための指令値が変化しないように、前記対応関係を設定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、操作性の点で有利な制御装置を提供することができる。

フォーカス制御装置のシステムブロック図 ユーザーインターフェース（実施例１） 実施例１におけるフォーカス指令位置算出部の処理フローチャート 実施例１におけるノブ、フォーカス指令位置の関係図 ユーザーインターフェース（実施例２） 実施例２におけるノブ、フォーカス指令位置の関係図 ユーザーインターフェース（実施例３） 実施例３におけるフォーカス指令位置算出部の処理フローチャート 実施例３におけるノブ、フォーカス指令位置の関係図 ユーザーインターフェース（実施例４） 実施例４におけるフォーカス指令位置算出部の処理フローチャート 実施例４におけるフォーカス駆動位置算出部の処理フローチャート フォーカス距離変換テーブル 実施例５のフォーカス制御装置のシステムブロック図 フォーカスコントローラ 従来のフォーカス制御装置の特性図

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は実施例１のフォーカス制御装置（駆動制御装置）のブロック回路構成図である。１０はレンズ（レンズ装置）２０をリモートで操作するためのフォーカスコントローラ（レンズ操作装置）である。１０１はカメラマンがフォーカスを操作するノブである。ノブ位置検出部１０２はポテンショメータやロータリーエンコーダー等の位置センサであり、ノブ１０１の操作量に比例した位置信号を出力する。１０３はモード切替え部（モード切替え手段）であり、スイッチ等の手段により複数のモードを選択できるようになっている。１０４はノブ位置検出部１０２とモード切替え部１０３からの入力によって、フォーカス指令位置を算出するフォーカス指令位置算出部（制御手段）である。通信部１０５は、フォーカス指令位置算出部１０４で算出されたフォーカス指令位置を、通信コマンド形式へデコードしてレンズ２０の通信部２０１へ送信する。フォーカス位置設定部（位置設定手段）１０６は、フォーカスの任意の位置を入力できるようになっており、例えば図２に示すようなユーザーインターフェースによって構成される。至近側設定値１０６１と、無限側設定値１０６２の２つの値（端対応位置）が設定できるようになっている。本実施例では図２のようなユーザーインターフェースとしているが、２つのボリューム等を設けて設定できてもよい。フォーカス位置記憶部１０７は不揮発性のメモリであり、フォーカス位置設定部１０６で設定したフォーカス位置データが記憶してあり、フォーカス指令位置算出部１０４からの要求によって読出される。

通信部２０１はレンズ２０の中に構成されており、フォーカスコントローラ１０の通信部１０５とコマンドのやりとりを行う。通信部２０１はフォーカス指令位置のコマンドを受信したら、受信したデータをデコードしてフォーカス駆動位置算出部２０２へ送る。フォーカス駆動位置算出部２０２からフォーカス駆動位置指令がフォーカス制御部２０３へ送られる。フォーカス制御部２０３は、フォーカスレンズ（可動光学部材）２０４を駆動制御するための駆動信号を生成する。２０５はフォーカスレンズ２０４の位置を検出する位置センサであり、検出した位置信号はフォーカス制御部２０３へ入力され、フォーカス制御部２０３によってフィードバック制御が行われる。

図３は実施例１におけるフォーカス指令位置算出部１０４のフォーカス指令値算出処理フローチャートである。ステップＳ１０１においてノブ位置検出部１０２の信号を読込む。ステップＳ１０２では、モード切替え部１０３の状態を読み込み、ステップＳ１０３へ進む。読み込んだモードが距離指定モード（指定モード）になっている場合はステップＳ１０４、標準モードの場合はステップＳ１０６へ進む。距離指定モードのステップＳ１０４では、フォーカス位置記憶部１０７から設定された２点のフォーカス位置Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ、Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｂを読み込み、読み込んだ値を用いて、ステップＳ１０５でフォーカス指令値を算出する。すなわち、ノブ１０１の可動範囲の全域に、フォーカス位置の駆動範囲の一部の範囲を対応させて、駆動操作可能とする。

図４は、ステップＳ１０５、１０６におけるフォーカス指令値の算出方法についての説明図である。横軸Ｘはノブ位置検出部１０２から読み込んだ位置であり、図４ではノブ１０１の操作回転角（操作位置）で表現している。本実施例ではノブ１０１は３６０°の範囲でのみ回転可能な構成（所謂、可動範囲に制限のある端有りの操作ノブ）となっており、メカ的なストッパーにより０°と３６０°の外側に回転できないようになっている。縦軸Ｙはレンズ２０へ送信するフォーカス指令位置であり、本実施例においては説明のために便宜上、至近端を０、無限端を３６０として正規化している。ステップＳ１０５では、図４上における２点（０，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）と（３６０，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｂ）（ノブの可動範囲の両端それぞれにおけるフォーカス位置である端対応位置）から、操作回転角Ｘからフォーカス指令位置Ｙを求める以下の式を準備しておく。
Ｙ＝（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｂ−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）／３６０×Ｘ＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ （１）
式（１）から操作回転角Ｘに対するフォーカス指令位置Ｙを算出する。

標準モードでステップＳ１０６へ進んだ場合には、以下の式（２）によってフォーカス指令位置Ｙを算出する。すなわち、標準モードの場合、ノブ１０１の回転可能範囲が、フォーカスレンズの至近端（図４中のＭＯＤ）から無限遠端（図４中のＩＮＦ）に対応する対応関係により関係づけられる。このようにすることで、ノブの操作角度に対するフォーカス位置変化の感度を変更でき微調整する事が可能となる。
Ｙ＝Ｘ （２）

ステップＳ１０５、Ｓ１０６においてフォーカス指令位置を算出したら、ステップＳ１０７で算出されたフォーカス指令位置を、通信部１０５を介してレンズ２０側へ送信する。

以上のように、距離指定モードの場合には、設定された距離範囲内をフォーカスコントローラ１０のノブ１０１の全域で操作することができ、フォーカスの微調整を容易にすることが可能となる。そのため、撮影したい距離範囲においてフォーカスの操作性を向上することができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。フォーカスコントローラ１０とレンズ２０の機能ブロックは、実施例１と同様の構成である。

図５は実施例２におけるフォーカス位置設定部１０６のユーザーインターフェースの例である。実施例２では基準位置設定値１０６３と、位置範囲１０６４の２つの値が設定できるようになっている。本実施例では図５のようなユーザーインターフェースとしているが、２つのボリューム等を設けて設定できてもよい。

実施例２におけるフォーカス指令位置算出部１０４のフォーカス指令値算出処理フローチャートは、実施例１で説明した図３のフローチャートと同様である。実施例２におけるステップＳ１０５のフォーカス指令位置算出方法について説明する。図６は実施例２における操作部位置とフォーカス指令位置の関係を示している。基準位置設定値１０６３は、距離指定モード、標準モードどちらのモードの時でも、操作部の位置とフォーカス指令位置の関係が変化しない点である。位置範囲１０６４は、ノブ１０１が基準位置設定値１０６３から一方の端位置まで操作されたときのフォーカス指令位置を変化させる範囲（変位量）である。位置範囲１０６４がプラスの値の場合は、基準位置設定値から無限遠側の端までの、マイナスの値の場合は基準位置設定値から至近側の端までのフォーカス可変範囲と定義する。

位置範囲１０６４がプラスの値の場合、図６（ａ）上における２点（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ）と（３６０，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）から、操作回転角Ｘからフォーカス指令位置Ｙを求める以下の式を準備しておく。
Ｙ＝（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ／(３６０−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ)）× Ｘ
＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ×(１−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ／(３６０−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ)) （３）

位置範囲１０６４がマイナスの値の場合、図６（ｂ）上における２点（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ）と（０，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）から、操作回転角Ｘからフォーカス指令位置Ｙを求める以下の式を準備しておく。
Ｙ＝（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ／Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ）× Ｘ
＋（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ） （４）

このようにすることで、基準位置として設定した位置を中心として、ノブの操作角度に対するフォーカス位置変化の感度を変更でき微調整する事が可能となる。すなわち、予め物体距離が限定されている撮影などにおいて、高精度に焦点調整をする場合に特に効果を発揮する。

以上のように、実施例２では実施例１と同様に設定された距離範囲内をフォーカスコントローラ１０のノブ１０１の全域で操作することができ、フォーカスの微調整を容易にすることが可能となる。また加えて、距離指定モードの時に標準モードと同じノブ位置−フォーカス指令位置のポイントを任意に設定できるため、２つのモードの使い分けにおける操作性を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。フォーカスコントローラ１０とレンズ２０の機能ブロックは、実施例１と同様の構成である。

図７は実施例３におけるフォーカス位置設定部１０６のユーザーインターフェースの例である。位置範囲１０６５は、距離指定モードへ切替えたフォーカス位置からフォーカス指令位置を変化させる範囲としている。実施例２と同様に位置範囲１０６５がプラスの値の場合は、距離指定モードへ切替えた時点でのフォーカス位置から無限側の最大のフォーカス変更量を規定し、マイナスの値の場合は、距離指定モードへ切替えた時点でのフォーカス位置から至近側の最大のフォーカス変更量を規定するものと定義する。

図８は実施例３におけるフォーカス指令位置算出部１０４のフォーカス指令値算出処理フローチャートである。ステップＳ２０１からステップＳ２０３までは、実施例１のステップＳ１０１からステップＳ１０３と同様の処理である。読み込んだモードが距離指定モードになっている場合はステップＳ２０４において、距離指定モードへ変化した１回目かどうかをチェックする。１回目の処理の場合はステップＳ２０５へ進み、１回目の処理でない場合はステップＳ２０８へ進む。図９は、ステップＳ２０５〜２０７におけるフォーカス指令値の算出方法についての説明図である。ＣｈａｎｇｅＰｏｉｎｔはモードを切り替えた時のノブ１０１の位置を表している。ステップＳ２０５では、実施例１の式（２）よりモードを切り替えた位置における指令値（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ）を算出する。ステップＳ２０６で、フォーカス位置記憶部１０７から位置範囲の設定値を読み込む。ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６で読み込んだ値を用いて、フォーカス指令値算出の変換式を算出する。

位置範囲１０６５（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）がプラスの値の場合、図９（ａ）上における２点（ＣｈａｎｇｅＰｏｉｎｔ，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ）と（３６０，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）から、操作回転角Ｘからフォーカス指令位置Ｙを求める以下の式を準備しておく。
Ｙ＝（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ／(３６０−ＣｈａｎｇｅＰｏｉｎｔ)）× Ｘ
＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ（１−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ／(３６０−ＣｈａｎｇｅＰｏｉｎｔ)）
（５）

位置範囲１０６５（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）がマイナスの値の場合、図９（ｂ）上における２点（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ）と（０，Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ）から、操作回転角Ｘからフォーカス指令位置Ｙを求める以下の式を準備しておく。
Ｙ＝（−Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ／ＣｈａｎｇｅＰｏｉｎｔ）× Ｘ
＋（Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ｓ＋Ｆ_Ｐｏｓｉ.Ａ） （６）

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７で求めた式から操作部位置Ｘからフォーカス指令位置Ｙを算出する。このようにすることで、モード切替えした位置を起点にしてノブの操作角度に対するフォーカス位置変化の感度を変更でき微調整する事が可能となる。

ステップＳ２０３で距離指定モードでなかった場合はステップＳ２０９へ進み、式（２）を用いてフォーカス指令位置Ｙを算出する。

ステップ２１０ではそれぞれのモードで算出されたフォーカス指令位置Ｙを、通信部１０５を介してレンズ２０側へ送信する。

以上のように、実施例３では実施例１、２と同様に設定された距離範囲内をフォーカスコントローラ１０のノブ１０１の全域で操作することができ、フォーカスの微調整を容易にすることが可能となる。また加えて、距離指定モードへ切り替えポイントを基準に特性を切り替えるため、シームレスに２つのモードの使い分けをすることができる。

次に、本発明の第４の実施例について説明する。
図１０は実施例４におけるフォーカス位置設定部１０６のユーザーインターフェースの例である。本実施例ではフォーカス距離を実距離（〜ｍ）の形式で表示、設定できるようになっている。

図１１は実施例４におけるフォーカス指令位置算出部１０４の処理フローチャートである。ステップＳ３０１でモード切替え部１０３の状態を読み込み、ステップＳ３０２で読み込んだ状態をレンズ２０側へ送信する。ステップＳ３０３では、フォーカス位置記憶部１０７から設定された２点のフォーカス距離設定位置を読込み、ステップＳ３０４でレンズ２０側へ送信する。次にステップＳ３０５においてノブ１０１を読込み、ステップＳ３０６で式（２）からフォーカス指令位置Ｙを算出し、ステップＳ３０７でレンズ２０側へ送信する。

図１２はフォーカス駆動位置算出部２０２の処理フローチャートである。図１１のフローチャートによって、フォーカスコントローラ１０側からモード状態、フォーカス距離設定位置、フォーカス指令位置を受け取っているとする。ステップＳ４０１で、受信したモード状態をチェックし、距離指定モードの場合はステップＳ４０２へ、標準モードの場合はステップＳ４０４へ進む。ステップＳ４０２では、受信したフォーカス距離設定値の変換を行う。図１３はフォーカス駆動位置算出部２０２内に格納されているフォーカス距離変換テーブルである。本実施例のフォーカス設定値は、実距離の値となっているので、変換テーブルを用いてフォーカス駆動範囲で正規化された相対位置の値へ変換する。変換された２つ値のうち、至近側の値をＦ_Ｐｏｓｉ.Ａ、無限側の値をＦ_Ｐｏｓｉ.Ｂとする。次にステップＳ４０３へ進み、フォーカス駆動指令位置を算出する。フォーカス駆動指令位置をＹ、レンズ２０から受信したフォーカス指令位置をＸとし、実施例１で説明した式（１）からＹを求める。ステップＳ４０４では、フォーカス駆動指令位置Ｙはフォーカス指令位置Ｘと同じ値とする。ステップＳ４０５で、ステップＳ４０３とステップＳ４０４で算出したフォーカス駆動位置をフォーカス制御部２０３へ出力し、フォーカスレンズ２０４を駆動する。

以上のように、実施例１〜３と同様に設定された距離範囲内をフォーカスコントローラ１０のノブ１０１の全域で操作することができ、フォーカスの微調整を容易にすることが可能となる。また加えて、実施例４ではフォーカス距離範囲の指定を実距離で指定できるため、フォーカスコントローラ１０とレンズ２０の組み合わせを変えた場合でも、フォーカス範囲の再設定をする必要がなくなる。

次に、本発明の第５の実施例について説明する。実施例１〜３では、ノブ１０１からフォーカス指令位置への変換をフォーカスコントローラ１０側のフォーカス指令位置算出部１０４で行ったが、この処理をレンズ２０側で行ってもよい。

図１４は実施例５のフォーカス制御装置のブロック回路構成図である。レンズ２０側にモード切替え部２０６、フォーカス位置設定部（位置設定手段）２０７、フォーカス位置記憶部２０８がそれぞれ構成されている。

フォーカス指令位置算出部１０４は、式（２）を用いてノブ１０１の操作量に比例したフォーカス指令位置を算出し、通信部１０５を経由してレンズ２０側に送信する。フォーカス駆動位置算出部２０２は、実施例１〜３においてフォーカスコントローラ１０側のフォーカス指令位置算出部１０４と同様の処理を実行し、フォーカス駆動位置を決定する。

以上のように、フォーカスコントローラ１０は従来のコントローラを使用した場合でも、レンズ２０側で実施例１〜３と同様のフォーカス駆動位置算出を実行することで、同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１０１ ノブ
１０４ フォーカス指令位置算出部
１０６、２０７ フォーカス位置設定部
２０２ フォーカス駆動位置算出部

Claims (10)

1. 両端を有する可動範囲において光学部材を駆動するための制限された可動範囲を有する操作部と、
   前記操作部の操作量と、前記光学部材を駆動するための指令値との間の対応関係を設定する設定手段と、
   前記対応関係と、前記操作量とに基づいて、前記指令値を得る制御手段と、
   を有する制御装置であって、
   前記操作部の前記制限された可動範囲を前記光学部材の前記可動範囲に対応づける第１モードと、前記操作量の変化に対する前記指令値の変化の比が前記第１モードにおけるものより小さくなるように、前記操作部の前記制限された可動範囲を前記光学部材の前記可動範囲の一部に対応づける第２モードとの間でモードを切り替える切替え手段を有し、
   前記設定手段は、前記切替え手段により前記第１モードと前記第２モードとの間でモードが切り替えられた場合に、前記制限された可動範囲に対応する前記操作部の操作量の範囲のうちで指定された操作量において前記光学部材を駆動するための指令値が変化しないように、前記対応関係を設定する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記指定は、値の入力によりなされる、ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記指定は、前記切替え手段により前記第１モードから前記第２モードへ切り替えられるときの前記操作部の操作量に対してなされることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記設定手段は、前記制限された可動範囲に対応する前記操作部の操作量の範囲のうち前記指定された操作量に関して一方の側に対応する、前記光学部材を移動するための指令値の範囲に基づいて、前記対応関係を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
5. 前記設定手段は、前記指定のためのユーザーインターフェースを有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記設定手段は、前記指令値の範囲を指定するためのユーザーインターフェースを有することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
7. 前記光学部材は、フォーカスレンズであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記光学部材は、フォーカスレンズであり、前記ユーザーインターフェースは、距離の形式での指定を行うためのものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の制御装置。
9. 請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の制御装置と、
   前記制御装置により制御される光学部材と、
   を有することを特徴とするレンズ装置。
10. 請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の制御装置を含み、レンズ装置の有する光学部材を操作することを特徴とする操作装置。

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