(57)【要約】【課題】被写体の動きが予定されている場合に該被写体の撮影を簡単かつ正確に行わせる。【解決手段】制御装置は、光学調節手段３１，３２を含む撮影光学系１１を有する光学機器に用いられる。該制御装置は、光学調節手段が順次動作して向かう複数の予定位置と該予定位置への到達予定時間に関する動作予定情報を記憶する記憶手段４１と、動作予定情報に基づいて光学調節手段の動作を制御する制御手段４０とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学調節手段を含む撮影光学系を有する光学機器の制御装置であって、
前記光学調節手段が順次動作して向かう複数の予定位置と該予定位置への到達予定時間に関する動作予定情報を記憶する記憶手段と、
前記動作予定情報に基づいて前記光学調節手段の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記動作予定情報に基づいて前記光学調節手段の動作を制御している途中で、該制御の一時停止および該動作予定情報の変更のうち少なくとも一方を可能とする変更手段を有することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
光学調節手段を含む撮影光学系と、
請求項１又は２に記載の制御装置とを有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラやビデオカメラを用いた撮影では様々な撮影手法が用いられ、カメラや交換レンズには各撮影手法をより簡単かつ正確に実現するための機能が搭載される。
特許文献１には、予め任意のズーム位置をプリセット位置として記憶しておき、撮影中にスイッチが操作されることに応じてズームレンズをプリセット位置に任意の速度で移動させる機能を備えた光学機器が開示されている。また、この光学機器には、ズームレンズをプリセット位置まで移動させた後、スイッチの操作を解除することによって、該スイッチを操作した時点のズーム位置にズームレンズを移動させる機能も搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２４９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にて開示された機能は、スイッチ操作又はその解除に応じて、ズームレンズ（又はフォーカスレンズ）を予め記憶した位置に単純に移動させる位置プリセット機能である。
しかしながら、映画撮影やプロモーションビデオ撮影等、被写体が動くタイミングや位置およびこれに応じたズーム操作やフォーカス操作が予定されている撮影にて該撮影を簡単かつ正確に行わせたい場合に、位置プリセット機能だけでは十分な効果が得られない。このため、このような撮影を行う際には、被写体の動きに合わせてズーム操作やフォーカス操作をマニュアルによって行う必要がある。特に、ＨＤ(High Definition)映像のように高解像度の映像を撮影する場合には、マニュアルフォーカス操作によって動く被写体に精度良くピントを合わせ続けることは困難である。
【０００５】
本発明は、被写体の動きが予定されている場合に該被写体の撮影を簡単かつ正確に行わせることができるようにした光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての制御装置は、光学調節手段を含む撮影光学系を有する光学機器に対して用いられる。該制御装置は、光学調節手段が順次動作して向かう複数の予定位置と該予定位置への到達予定時間に関する動作予定情報を記憶する記憶手段と、動作予定情報に基づいて光学調節手段の動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
なお、上記制御装置を含む光学機器も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、予定された被写体の動きに応じた光学調節手段の予定位置と到達予定時間に関する情報を予め記憶し、その情報に従って光学調節手段の動作を制御することで、予定通りの撮影を簡単かつ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例であるビデオカメラの外観図。
【図２】実施例のビデオカメラの構成を示すブロック図。
【図３】実施例のビデオカメラの制御データを示すグラフ。
【図４】実施例のビデオカメラの動作を示すフローチャート。
【図５】実施例のビデオカメラの動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１には、本発明の実施例である光学機器としてのビデオカメラの外観を示している。図１において、１４はビデオカメラの筐体であり、撮影光学系１１と、該撮影光学系１１のズーム駆動やフォーカス駆動を行うモータ、撮像素子、マイクロコンピュータ、メモリおよび画像処理回路等の電子部品とを収納する。モータ、撮像素子、マイクロコンピュータ、メモリおよび画像処理回路等については後述する。
１２は液晶モニタ部であり、撮像素子から出力された撮像信号に基づいて生成された映像を表示する。１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは各種操作キーであり、後述する録画スイッチやデータ補正スイッチ等の操作を行うために設けられている。
図２には、上記ビデオカメラの光学的および電気的構成を示している。３１は図１に示した撮影光学系１１に含まれるズームレンズ（変倍レンズ）であり、光軸方向に移動（動作）することで変倍を行う。３２は撮影光学系１１に含まれるフォーカスレンズであり、光軸方向に移動（動作）することで焦点調節を行う。３３は撮影光学系１１に含まれる絞りであり、複数の絞り羽根を動作させて開口径を増減することで光量を調節する。ズームレンズ３１、フォーカスレンズ３２および絞り３３はそれぞれ光学調節手段に相当する。
３６はズームレンズ３１を光軸方向に移動させるズームモータであり、３７はフォーカスレンズ３２を光軸方向に移動させるフォーカスモータである。さらに、図示しないが、絞り３３には、複数の絞り羽根を開閉方向に動作させる絞りモータが設けられている。ズームモータ３６、フォーカスモータ３７および絞りモータはそれぞれ、駆動手段に相当する。
３８はズームレンズ３１の光軸方向での位置を検出するズーム位置検出器であり、３９はフォーカスレンズ３２の光軸方向での位置を検出するフォーカス位置検出器である。また、図示はしないが、絞り３３には、絞り羽根の開閉方向の位置（開口径）を検出する絞り位置検出器が設けられている。
３４はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される撮像素子であり、撮影光学系１１により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。４５は画像処理回路であり、撮像素子３４からの撮像信号に対して各種処理を行うことで映像信号を生成する。映像信号は、不図示の記録媒体（半導体メモリ、光ディスクまたは磁気テープ等）に記録されたり、図１に示した液晶モニタ部１２に表示されたりする。
４０はＣＰＵ等により構成されるマイクロコンピュータであり、ズームモータ３６、フォーカスモータ３７および絞りモータを制御する。このとき、メモリ４１に記憶されたデータや、ズーム位置検出器３８、フォーカス位置検出器３９および絞り位置検出器による検出位置を参照する。また、マイクロコンピュータ４０は、録画開始スイッチ４３がオンされることに応じて、画像処理回路４５により生成された映像信号の記録媒体への記録を行う。さらに、マイクロコンピュータ４０は、予定補正スイッチ（変更手段）４４の操作に応じてメモリ４１に記憶されたデータの変更（補正）を可能とする機能も有する。
マイクロコンピュータ４０、メモリ４１および予定補正スイッチ４４により制御装置が構成される。
メモリ４１には、ズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２をそれぞれ順次動作（移動）させて向かわせる複数の予定位置および該予定位置への到達予定時間に関する動作予定情報が記憶されている。以下の説明において、ズームレンズ３１の予定位置をズーム予定位置ともいい、フォーカスレンズ３２の予定位置をフォーカス予定位置ともいう。また、ズームレンズ３１の動作予定情報をズーム情報といい、フォーカスレンズ３２の動作予定情報をフォーカス情報という。
図３には、ズーム情報とフォーカス情報の例を示している。縦軸は、ズーム予定位置とフォーカス予定位置を示している。また、横軸は、ズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２のズーム予定位置およびフォーカス予定位置への到達予定時間を示している。これらズーム情報とフォーカス情報は、予定された被写体の動きに応じて決められてテーブルデータ化されてメモリ４１に予め記憶される。
なお、ズーム予定位置は、ズームレンズ３１の位置で表してもよいし、倍率、画角、焦点距離等の他のパラメータで表してもよい。また、フォーカス予定位置も、フォーカスレンズ３２の位置で表してもよいし、被写体距離やフォーカスレンズ３２の所定の基準位置からの移動量等の他のパラメータで表してもよい。また、到達予定時間は、ズーム情報とフォーカス情報に基づくズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２の制御の開始時点からの経過時間で表してもよいし、直前の位置からカウントした経過時間で表してもよい。すなわち、ズーム情報およびフォーカス情報は、「予定位置と予定到達時間に関する情報」であればよい。また、図３の横軸および縦軸を対数表記としたかたちのテーブルデータをメモリ４１に記憶させてもよい。
図３において、２１，２２，２３，２４はそれぞれ、メモリ４１に記憶された４つのズーム予定位置と該ズーム予定位置に対応するズーム予定時間を示している。また、２５，２６，２７はそれぞれ、メモリ４１に記憶された３つのフォーカス予定位置と該フォーカス予定位置に対応するフォーカス予定時間を示している。
図４を用いてズーム情報およびフォーカス情報の作成処理について説明する。この処理は、マイクロコンピュータ４０が、コンピュータプログラムに従って、液晶モニタ部１２にＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）を表示しながら行う。ズーム情報とフォーカス情報を作成する方法としては、各レンズの現在の位置を記憶させて用いる方法と、ＲＯＭデータの設計値を参照する方法とがある。
ＲＯＭデータの設計値のみからズーム情報およびフォーカス情報を作成する場合は、ステップＳ１からステップＳ１２に進む。また、記憶した各レンズの現在の状態も使用する場合はステップＳ１からステップＳ２に進む。
ステップＳ２において、ズーム情報およびフォーカス情報を既にメモリ４１に記憶させているか否かを判定し、まだ記憶させてない場合はステップＳ３に進み、既に記憶させた場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ３では、ユーザのズーム操作およびフォーカス操作によって、ズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２を記憶させたい位置にそれぞれ移動させる。そして、ステップＳ４およびステップＳ５にて、ステップＳ３で移動させたズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２のそれぞれの位置をメモリ４１に記憶させる。このとき、ズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２のそれぞれの位置を対として記憶させてもよい。ズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２の位置の相対関係は、設計値と製造誤差のある実際の製品とでは差があるが、これらを対として記憶させることによって、製造誤差に関係なく設計値での相対関係に近い相対関係を再現させることが可能となる。
ステップＳ４およびステップＳ５の終了後は、ステップＳ６に進み、他の記憶させたいズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２の位置があるか否かをユーザに確認する。他の記憶させたい位置がある場合は、ステップＳ３〜ステップＳ５を繰り返す。他の記憶させたい位置がない場合は、ステップＳ７に進む。
ステップＳ７では、ＲＯＭデータの設計値またはメモリ４１に記憶させたズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２の位置を読み出す。そして、ステップＳ８では、ズーム情報およびフォーカス情報に基づくズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２の制御開始時（例えば、録画開始時）における各レンズの位置（第１のズームおよびフォーカス予定位置）を設定する。
次にステップＳ９およびステップＳ１０では、ステップＳ８にて設定したズームおよびフォーカスレンズ３１，３２の位置から任意の時間が経過した後のズームおよびフォーカスレンズ３１，３２の位置（第２のズームおよびフォーカス予定位置）を設定する。このとき、ズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２のうちいずれか一方のレンズの任意の時間が経過した後の位置のみを設定した場合、他方のレンズはそれ以前の位置が保たれる。例えば、ズームレンズ３１の位置のみを設定し、フォーカスレンズ３２はそれ以前の合焦距離を維持する場合においては、ズームレンズ３１が移動した分のフォーカスレンズ３２の位置変化はＲＯＭデータの設計値から算出する。
ステップＳ１０の終了後は、ステップＳ１１に進み、他の記憶させたいズームレンズ３１とフォーカスレンズ３２の位置があるか否かをユーザに確認する。他の記憶させたい位置がある場合は、ステップＳ９〜ステップＳ１０を繰り返す。他の記憶させたい位置がない場合は、本処理を終了する。
また、ステップＳ１２〜ステップＳ１６では、記憶させたズームおよびフォーカスレンズ３１，３２の位置を用いないだけで、ステップＳ７〜ステップＳ１１と同様の処理を行う。
なお、ズーム予定位置とフォーカス予定位置の数は互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。また、記憶された複数の予定位置の間の位置は、記憶された予定位置数よりも少なくとも１次少ない次数の式で算出される。これにより、レンズを記憶された複数の予定位置の間において滑らかに移動させることができる。
以上の処理によって、予定位置と到達予定時間を要素とするズーム情報およびフォーカス情報、言い替えればズームレンズ３１（ズームモータ３６）およびフォーカスレンズ３２（フォーカスモータ３７）の制御タイムテーブルが作成される。
作成された又は作成途中の制御タイムテーブル（ズーム情報およびフォーカス情報）を液晶モニタ部１２やビデオカメラに接続したパソコンのモニタに、図３に示すようにグラフ化して表示してもよい。これにより、ユーザが意図した通りの制御タイムテーブルが作成されているか否かを確認し易くすることができる。
次に、作成された制御タイムテーブルに基づくズームおよびフォーカスレンズ３１，３２の制御について図５のフローチャートを用いて説明する。この処理も、マイクロコンピュータ４０が、コンピュータプログラムに従って行う。
ステップＳ１０１では、マイクロコンピュータ４０は、メモリ４１に記憶された１又は複数の制御タイムテーブルのうち、ユーザ操作によって選択された制御タイムテーブルを読み出す。そして、ステップＳ１０２にて該制御タイムテーブルに基づくズームおよびフォーカスレンズ３１，３２の制御（制御タイムテーブルの再生）を開始する。制御タイムテーブルを再生することによって、ズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２はそれぞれの複数の予定位置に到達予定時刻通りに順次移動する。つまり、予定された被写体の動きに応じて画角を変化させながらピントが合った状態を維持する。なお、各予定位置に移動したフォーカスレンズ３２の位置をオートフォーカスによって補正して、実際の被写体に対して高精度にピント合わせを行うようにしてもよい。
また、制御タイムテーブルを再生している間に被写体の動きが予定よりも速くなったり遅くなったりすることで、制御タイムテーブルを変更（補正）したくなる場合がある。この場合は、ステップＳ１０３にて、図１に示す予定補正スイッチ４４がユーザによって操作された（補正したい）か否かを判定する。補正したい場合はステップＳ１０４に進み、そうでない場合はステッピングモータ１０７に進んで制御タイムテーブルの再生が終了するのを待って本処理を終了する。
ステップＳ１０４では、マイクロコンピュータ４０は、液晶モニタ部１２に制御タイムテーブルを表示した上でその補正操作をユーザに行わせる。具体的には、予定位置への到達予定時間を早めたり遅くしたりする（つまり、ズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２の移動速度を加速したり減速したりする）。これにより、被写体の動きが予定からずれたとしても、該被写体の動きに応じた良好な撮影を続行することができる。
なお、不図示の一時停止スイッチを設け、ステップＳ１０３，Ｓ１０４にて制御タイムテーブルを補正するのではなく、該一時停止スイッチの操作に応じて制御タイムテーブルに従った動作を一時停止させるようにしてもよい。言い替えれば、ズームおよびフォーカスレンズ３１，３２の移動を制御している途中で、該制御の一時停止とズームおよびフォーカス情報の変更のうち少なくとも一方を可能としてもよい。
ステップＳ１０５では、補正した制御タイムテーブルを元（補正前）の制御タイムテーブルに戻すか否かをユーザに確認し、戻すが選択された場合はステップＳ１０６にて制御タイムテーブルを元に戻す。また、戻さないが選択された場合は、ステップＳ１０３に進む。
以上説明した実施例によれば、予定された被写体の動きに応じたズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２の制御、つまりは予定通りの撮影を簡単かつ正確に行うことができる。
以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、ズームレンズとフォーカスレンズをその予定位置を含む動作予定情報に基づいて移動させる場合について説明したが、絞りをその予定絞り位置（絞り値）を含む動作予定情報に基づいて動作させるようにしてもよい。
また、上記実施例では、光学調節手段であるズームレンズ３１およびフォーカスレンズ３２を含む撮影光学系１１と、マイクロコンピュータ４０と、メモリ４１とを内蔵した光学機器としてのビデオカメラについて説明した。しかし、マイクロコンピュータ４０に相当する制御手段とメモリ４１に相当する記憶手段とを、光学機器に接続された制御装置内に設けて、該制御装置から光学機器内のズームレンズおよびフォーカスレンズの移動を制御するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１０】
予定された被写体の動きに応じた撮影を簡単かつ正確に行うことが可能な光学機器の制御装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００１１】
１１  撮像光学系
３１  ズームレンズ
３２  フォーカスレンズ
３３  絞り
４０  マイクロコンピュータ
４１  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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