JPH03134636A - 画像入力装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 この発明は画像入力装置、特にレンズのフォーカスを電
動機を介して手動調節する画像入力装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

従来の画像入力装置においては、焦点調節を手動で行な
う場合、直接手で距離リングを回転させて行なうか、も
しくは電動機を介して距離リング（フォーカスリング）
を回転させるかにより行なっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、従来例においては、ズーミングの場合、
ピント精度に対する要求は、ズーミングの位置によって
異なり、テレ（遠方）端はど高い精度のピント合わせが
要求される。従って、同の高い精度を得るためには、モ
ータの駆動速度はテレ端における速度がワイド端での速
度より遅くなる。テレ端からワイド端までいつも同一速
度でモータを駆動した場合、テレ端で高精度のピント合
わせができる程度に遅く駆動すると、ワイド端でテレ端
と同じ精度のピント合わせにするには、ワイド端のモー
タ駆動速度をより速くできるものが遅くなってしまうと
いう問題点があった。もし、その逆にワイド端で適切な
駆動速度だとテレ端では早すぎて精度が確保できないと
いう問題点があった。

これらの問題点を解決するためには、速度調節部材を別
に設ければ両者に適した速度で調節することは可能であ
るが、操作が煩わしくなるとともに系が複雑化し、高価
格化してしまうという問題点があった。

この発明は上記のような従来例の問題点を解消するため
になされたもので、簡単な構成および操作で、ワイド側
では高速のフォーカス駆動ができ、テレ側では低速のフ
ォーカス駆動ができることにより、テレ側でも十分なフ
ォーカス精度が確保できると共に、ワイド側でも十分な
速さでフォーカシングができる画像入力装置を得ること
を目的とする。

〔諜屈を解決するための手段〕 このため、この発明においては画像を光電変換する撮像
手段と、ズームレンズのフォーカスを手動調節するフォ
ーカス手動調節手段を有する画像入力装置であって、前
記フォーカス手動調節手段のモーター駆動速度を焦点距
離の値によって変化する駆動速度変化手段を具備して成
る画像入力装置により、前記目的を達成しようとするも
のである。また、上記発明において、駆動速度変化手段
における時間による変化をステップ状に制御する画像入
力装置により、前記目的を達成しようとするものである
。

また、前記発明において、駆動速度変化手段における焦
点距離の値による変化を、ある時間は一定速度であり、
その後ランプ状速度に変化する画像入力装置により、前
記目的を達成し・ようとするものである。

〔作用〕

この発明における画像入力装置は、撮像手段で画像を光
電変換し、フォーカス手動調整手段でズームレンズのフ
ォーカスを手動調節し、駆動速度変化手段でフォーカス
手動調節手段のモータ駆動速度を焦点距離の値によって
変化する。

また、上記発明において、駆動速度変化手段における焦
点距離の値による変化をステップ状に制御する。

また、前記発明において、駆動速度変化手段における焦
点距離の値による変化をある区間は一定速度であり、そ
の後ランプ状速度に変化する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳説する。

図面第１図はこの発明の一実施例の画像入力装置の斜視
図、第２図はこの実施例の側面図、第３図は第１図のカ
メラ部の側断面略図、第４図は第１図のすそ一トコント
ロール装置の外観図、第５図はこの実施例の電気回路図
、第６図はこの実施例の絞り制御関連各信号波形図、第
７図はこの実施例の画面に対する測光領域を表わす図、
第８図はこの実施例の絞り制御動作シーケンスのフロー
チャート、第９図はズーム又はフォーカスモータ周辺の
電気回路図、第１０図はズーム又はフォーカスエンコー
ダの電気回路図、第１１図はこの実施例のズーム操作を
制御するフローチャート、第１２図はズーム操作で、ズ
ームモータの駆動速度をステップ状に変化した状態を示
す図、第１３図はズーム操作でズームモータの速度変化
をランプ状に制御した図である。

図面第１図および第２図において、１は読取られる画像
１ａを載置するための載置台である。ここで、後述する
原稿等の画像を読取るための光電変換部を有するカメラ
２のホワイトバランスを調整するため、該載置台ｌのカ
メラ２側の面は無彩色の灰色としである。上記面は白色
でもよいが、カメラ２内の光電変換部に入射する光量が
多すぎると、該光電変換部の出力が飽和して、適正なホ
ワイトバランス調整ができなくなることを防止するため
に、白色よりも反射率の低い前記のような灰色の方が好
ましい。また、載置台１からカメラ２に乱反射光が入射
しないように、載置台１は拡散反射板としている。

２は、水平支持部３に固着／支持されているカメラで、
内部に画像を光電変換する撮像手段Ａを構成するカラー
光電変換部を備えている。４は垂直支持部で、載置台１
上に固着されており、水平支持部３は、該垂直支持部４
を介して載置台ｌに連結されている。

５は照明装置であり、載置台１上が暗い場合、またトラ
ベン等に書かれたものをカメラ２へ入力させたい時、室
内燈からの正反射をカメラ２が拾うのを防ぐために、シ
ェード等を使用した場合に使用され、スイッチ６により
オン、オフすることができる。７は本装置の電源スィッ
チである。

８は、外部からの映像信号を入力させるための外部入力
端子であり、該入力端子８から入力された外部入力は、
モニタ出力端子９から出力される。

１０は、ズームレンズのフォーカスを手動調節するフォ
ーカス手動調節手段Ｂを含むリモートコントロール装置
（以下、リモコンと略称する）で、詳細は後述するが、
載置台ｌの画像をズームレンズにより、カメラ２部に結
像させるため、該ズームレンズに内臓されたフォーカシ
ング、ズーミング等の各操作部材を電気的に操作するも
ので、コード１０ａによって本体と接続されている。

なお、この実施例においては、リモコン１０は、有線式
としたが、ワイヤレスとしても良いことはもちろんであ
る。

図面第３図は、カメラ２部の断面−略図を示している。

１１は、ＣＣＤ　（電荷結合デバイス）等の固体撮像素
子で、ズームレンズ１２．フォーカスレンズ１３を通し
て、載置台ｌ上の画像を入力する。

Ｌは撮像光軸を示す。ズームレンズ１２は移動筒２１に
固着されており、カム筒１９を介してモータ１５で駆動
される。１５ａは焦点距離がいくらの所にあるか検出す
るためのズームエンコーダである。フォーカスレンズ１
３は、フォーカス枠２０に取り付けられ、移動％ＩＪ２
２に固着されており、カム筒１９を介してモータ１６で
駆動される。Ｂはフォーカス手動調節手段であり、ズー
ムボタン２７．ズームレンズ１２．ズーム枠２１゜モー
タ１５．ズームエンコーダ１５ａで構成され、ズームレ
ンズのフォーカスを手動調節する手段である。なお、前
記１６ａはピントが被写体距離で、いくら相当の所にあ
るかを検出するフォーカスエンコーダである。１４は、
絞り（アイリス）で、モータ１７によって開閉される。

１８は、固定筒で、第１．２図における水平支持部３に
固着されており、移動筒２１，２２．カム筒１９が回動
可能に取り付けられている。

第４図は、リモコン１０の外観図である。

２４は、アップ／ダウノボタンで、該ボタンを押すこと
によりフォーカス／ズーム／アイリス（絞り）の調節が
できる。２６はフォーカスボタン、２７はズームボタン
、２８はアイリスボタンで、各ボタン２６ないし２８の
いずれかのボ・タンを押すことにより、ボタン２４でフ
ォーカス。

ズーム、アイリスのいずれかの調節を行うことができる
。

第５図は、この発明の一実施例を示す電気回路図である
。図中、１０１は、被写体Ｙを撮影するためのカメラヘ
ッドである。Ｘは、カメラヘッド１０１の前方に取り付
けられ、カメラヘッド１０１内の撮像素子ＣＣＤＩＩ（
第３図）上に被写体Ｙの像を結ばせるためのレンズ系で
あり、これは複数枚の（ズーム）光学レンズ１０２、絞
り１４、ズーム調整用モータ１５、ピント（フォーカス
）調整用モータ１６、ズームおよびフォーカスエンコー
ダ１５ａおよび１６ａ、絞り調整用モータ１７等よりな
る。ここにおいて、各モータ１５．１６．１７は、それ
ぞれ直流モータ、ステップモータもしくは超音波モータ
等、電気から機械エネルギーに変換可能な要素であり、
後述するコントローラ１１２からの命令により機械的に
相反する２つの方向への回転ができ、その２つの方向の
回転に対し、それぞれズーム調整用モータ１５は、“テ
レ”または“ワイド”　フォーカス調整用モータ１６は
、ピント“近”または“遠”、絞り調整用モータ１７は
、絞り“開”または“閉”の各動作をし、それぞれズー
ム、ピント（フォーカス）、較り（露光量）の調整を可
能としている。ここでは、説明を簡単にするためモータ
１７はステップモータであると仮定する。

カメラヘッド１０１から被写体の像情報は、出力ライン
１０７を通してＮＴＳＣ等のビデオ信号として出力され
る。カメラヘッド１０１は、それと同時に被写体Ｙの平
均輝度を検出するため、端子すより出力される輝度信号
をライン１０８を通して積分回路１０９で、カメラヘッ
ド１０１の端子ｄよりの信号に従い適切な重みづけを行
った上で、積分してアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）コ
ンバータ１１１により、Ａ／Ｄ変換した後、後述するコ
ントローラ１１２に入力される。

１１２はコントローラであり、フォーカス手動調節手段
Ｂのモータ駆動速度を焦点距離の値によって変化する駆
動速度変化手段Ｃを構成している。また、このシステム
の全体を制御する要素である。なお、カメラヘッド１０
１は、端子Ｃより積分回路１０９に同時信号を送って積
分波形のリセットタイミングを伝えるとともに、端子Ｃ
よりコントローラ１１２にタイミングパルスを送り、積
分波形をコントローラ１１２に取込むタイミングを指定
している。コントローラ１１２には、以下の操作部材が
接続されている。

すなわち、１１４，１１５，１１６は、それぞれズーム
、フォーカス、絞り操作を指定する各部材であり、例え
ばこれらからの入力がハイレベルになフだ時、コントロ
ーラ１１２はその操作が指定されたものと判断する。

一方、１１８，１１９は、第４図における２４に相当す
るもので仮に、それぞれアップ／ダウン操作部材と名付
けるが、これらがハイレベルとなワた時、コントローラ
１１２は、それぞれ、下記第１表の各操作を行うように
構成しである。

第１表 この装置の構成としては、例えば！１２ないし１２０は
リモコンの形態をとってもよいし、本体内に組込まれて
いてもよい。以、トが第５図に示す回路より成るこの一
実施例の構成である。

次にこの実施例の動作を第６図ないし第１９図を用い、
第１図ないし第５図を援用して説明する。

まず、この実施例の動作の絞り制御について説明する。

この絞り制御は第７図の画面に対する測光領域図に示す
ように、全画面の一部分（次記第６図における時間ｔ、
〜ｔ２間相当）全相当な重み付けで測光する場合を例に
とったものである。

図面第６図に、絞り制御関連の各信号波形図を示す。第
６図（ａ）はカメラヘッド１０１端子Ｃより積分回路１
０９に出力される垂直同期信号。

同（ｂ’）は積分回路１０９の積分出力波形、同（Ｃ）
はカメラヘッド１０１端子ｄよりコントローラ１１２に
出力されるタイミングパルスである。

聞分出力は第６図（ｂ）のように、垂直同期信号（ａ）
の前縁でクリアされ、測光部分（１＋〜ｔ２）で変化し
、それ以降は次に同期信号が来るまで一定値を保つ。そ
こで、この一定値にある期間中の時刻ｔ３において来る
タイミングパルス第６図（Ｃ）のタイミングにコントロ
ーラ１１２に取込み、光量測光結果（ｂ）図における出
力電圧ｖＡに従って絞りを調整する。

以上の絞り調整動作を第８図の絞り制御動作シーケンス
フローチャートに従って説明する。

図面第８図において、コントローラ１１２は、まず、ス
テップ２０１において、第６図（ａ）のタイミング信号
が来たかどうか判断する。もし、来ていなければ別のル
ーチンへ移る。もし、来ていたらそこでＡ／Ｄコンバー
タ１１０を通して出力積分値ｖＡを入力する（ステップ
２０２）。次に、それを許容最大値ＶＲＩと比較する（
ステップ２０３）、９し、ｖＡ＞ＶＲＩであれば、入射
光量は過大であると判断されるため、絞りを１ステップ
絞り込む（ステップ２０４）。これでこの場合の作業を
終えその後、次の作業を行う（ステップ２０８）。

もし、ステップ２０３において、ＶＡ＜ＶＲＩであった
場合は、それを許容最小値ｖＲ７と比較する（ステップ
２０５）。ここでもし、ＶＡ＜ｖＲ２であれば、入射光
量は不足していると判断されるため、モータ１０６を介
して絞りを１ステップ開ける（ステップ２０６）。これ
でこの場合の作業を終え、次の作業を行う（ステップ２
０８）。

もし、ステップ２０５において、ＶＡ＞ｖＲ２であった
場合、入射光量は適正であると判断されるため絞りはそ
のままにして（ステップ２０７）、この場合の作業を終
え、次の作業を行う（ステップ２０８）。

なお、ここで前記許容最大値／最小値であるＶＩｌ＋／
Ｖｎ□について補足すると、積分光量の目標値Ｖ８に対
して例えば、 ｖＲＩ　＝　１−４　Ｖ　Ｒ ＶＲ２＝Ｏ１７ｖＲ のように決定する。

また、これを補正する場合、例えばステップ２０５で補
正するとして、下記第２表に示すように絞り制御の目標
値を作表しておいて、これを参照するようにすれば便利
である。この場合、Ｎｏ。

５が標準値であり、数値が小さい程目標入射光量は低く
なる。

次にこの実施例のズームおよびフォーカスについて第９
図を用いて前記駆動速度変化手段Ｃを中心にして説明す
る。

第９図はズーム、もしくはフォーカスの各モータ１５も
しくは１６それぞれの周辺の其体的な回路図である。こ
こでは説明の都合上直流モータの例をあげであるがステ
ップモータ＋Ｍｆ波モータ等のモータを用いても全く同
様の作用をする装置が実現できることは言うまでもない
。

図面第９図において２０１は直流モータであり端子ａ一
端子す間に加えられる電圧が高い程高速で回転し、印加
される電圧が逆転すると回転する方向も逆転する特性を
有している。

２０２．２０４のそれぞれはＰＮＰ）ランジスタ、２０
３，２０５のそれぞれはＮＰＮトランジスタ、２０２ａ
、２０３ａ、２０４ａ、２０５ａは、それぞれトランジ
スタ２０２，２０３゜２０４．２０５のベース電流を制
御するベース抵抗である。

ベース抵抗２０２ａ、２０３ａおよび２０４ａ、２０５
ａの接続点は回転方向制御端子２０７および２０８とし
て直接コントローラ１１２によって制御される。

ＰＮＰトランジスタ２０２と２０４のエミッタはともに
ＮＰＮトランジスタ２０６のエミッタに接続され、トラ
ンジスタ２０６のベースはコントローラ１１２のＤ／Ａ
変換出力２０９にコレクタは電源ＶＣＣに接続される。

回転方向制御端子２０７および２０８のロジックレベル
と各部の作用を示すとそれぞれ下記第３表および第３Ａ
表のようになる。

実際には例えば第３表のような動作に対応させることが
できる。

第３表 第３Ａ表 また回転の速度はコントローラ１１２のＤ／Ａ変換器に
直結された端子２０９の電圧で制御することができる。

次に、前記ズームエンコーダおよびフォーカスエンコー
ダについて第１０図を用いて説明する。

図面第１０図はズームエンコーダ１５ａもしくはフォー
カスエンコーダ１６ａ（第５図）の電気回路の具体例で
あり、両端ａ、ｂのそれぞれは電源およびグラウンドに
接続され、ズーム環又はフォーカス環の動きに連動して
センタ一端子Ｃが移動するポテンショメータ２５０より
なり、そのセンタ一端子Ｃの電圧により現在のズーム位
置。

フォーカス位置が検出できる構成になっている。

ポテンショメータ２５０のセンタ一端子Ｃはコントロー
ラ１１２のＡ／Ｄ変換器に直結される。

次にこの実施例のフォーカス手動調節手段Ｂのモータ駆
動速度を焦点距離の値（ズーム位置）によって変化する
駆動速度変化手段Ｃの動作について第１１図のフローチ
ャートを用いて具体的に説明する。

図面第１１図においてまず、第４図のリモコンでフォー
カス２６の操作がされたか否かを判別する（第１１図ス
テップ３０１）。もし操作がされていなければ（Ｎ）、
終了する。

操作されていた場合（Ｙ）、次にアップダウンボタン２
４が操作されたか否かを判別する。

まず、ＵＰ操作がされているか否かを判別する（第１１
図ステップ３０２）。もし操作されていれば（Ｙ）、す
でに述べたように、フォーカスを近方向に合わせたいこ
とになり、第９図においてフォーカスモータ２０１の駆
動パターンを第３Ａ表■にする（第１１図ステップ３０
３）。

次に速度を決定するためズームエンコーダ１５ａの（ｆ
ｌをコントロラ１１２のＡ／Ｄコンバータから入力して
読み込む。（第１１図ステップ３０５） ここで焦点距離とＤ／Ａ変換器の出力関係はワイド側程
度速く（高電圧）テレ側程遅い（低電圧）ため、たとえ
ば第１２図のように焦点距離ｆの値による変化をステッ
プ状に変化する。即ち、ある値を焦点距１ＩＩｆ１を境
に高速Ｘ、と低速Ｘ２に分けてもよいし、第１３図のよ
うに、焦点距離（ｆ）の値による変化をある区間（ｆｏ
−＋ｆ’。）は一定速度（ｘ３）であり、その後ランプ
状速度（ｘ４）に変えることで連続的に変えてもよい。

次に、操作が終了したか否かを判別し、（第１１図ステ
ップ３０６）、終了していなければ（Ｎ）何度もループ
をまわし、終了していれば（Ｙ）第９図のフォーカスモ
ータ２０１の駆動パターンを第３Ａ表１にしてフォーカ
スモータ２０１を停止させるとともにＤ／Ａ変換出力（
第９図２０９）も最小値にして（第１１図ステップ３０
７）終了する。

第１１図ステップ３０２でｕｐ＃！ｋ”作がされなかっ
た場合（Ｎ）、次にＤＯＷＮ操作がなされているか否か
を判別する（第１１図ステップ３０８）。もし、操作が
されていなかった場合（Ｎ）は、ＵＰ、ＤＯＷＮともに
操作されておらず、フォーカス操作はされていないと判
断され終了する。

もしも第１１図３０９においてＤＯＷＮ操作がされてい
た場合（Ｙ）、前記のようにフォーカスを遠方に合わせ
たいということなので第９図のフォーカスモータ２０１
の駆動パターンを第３Ａ表３にする（第１１図ステップ
３０９）。その上で第１１図ステップ３０４のステップ
に進む。その後の動作は前記ＵＰ操作がされた時と全く
同じであるから、その説明を省略する。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明によれば簡単な構成およ
び操作でワイド側では高速フォーカス駆動を行い、テレ
側では低速でも十分なフォーカス蹟度が確保できるとと
もに、ワイド側でも十分な速さでフォーカシングが可能
となる画像入力装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の画像入力装置の斜視図、
第２図はこの実施例の側面図、第３図は第１図のカメラ
部の側断面略図、第４図は第１図のリモートコントロー
ル装置の外観図、第５図はこの実施例の電気回路図、第
６図はこの実施例の絞り制御関連各信号波形図、第７図
はこの実施例の画面に対する測光領域を表わす図、第８
図はこの実施例の絞り制御動作シーケンスのフローチャ
ート、第９図はズーム又はフォーカスモータ周辺の電気
回路図、第１０図はズーム又はフォーカスエンコーダの
電気回路図、第１１図はこの実施例のズーム操作を制御
するフローチャート、第１２図はズーム操作で、速度を
ステップ状に変化した状態を示す図、第１３図は第１２
図での速度変化をランプ制御状にした図である。 Ａ　−−−−−−撮像手段 Ｂ　−−−−−フォーカス手動調節手段Ｃ−−−−一駆
動速度変化手段 ２−−−−−−カメラ ｌＯ・・・・・・リモートコントロール装置１２−−−
−−−ズームレンズ １３−・・・・・フォーカスレ、ンズ ２７・・・・・・ズームボタン １１２・・・・・・コントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像を光電変換する撮像手段と、ズームレンズの
   フォーカスを手動調節するフォーカス手動調節手段を有
   する画像入力装置であって、前記フォーカス手動調節手
   段のモーター駆動速度を焦点距離の値によって変化する
   駆動速度変化手段を具備して成ることを特徴とする画像
   入力装置。
2. （２）駆動速度変化手段における焦点距離の値による変
   化をステップ状に制御することを特徴とする請求項１記
   載の画像入力装置。
3. （３）駆動速度変化手段における焦点時間の値による変
   化を、ある区間は一定速度であり、その後ランプ状速度
   に変化することを特徴とする請求項１記載の画像入力装
   置。