(57)【要約】【課題】撮影レンズによりピントを合わせる被写体までの距離をコントローラにより入力すると、その撮影距離の被写体にピントを合わせる位置にフォーカスレンズをモータ駆動により設定することによって被写体の距離情報により容易且つ精度良くピント合わせを行うことができるレンズシステムを提供する。【解決手段】レンズ装置１０に接続されるコントローラＦＣＢには、テンキー２２が設けられており、ピントを合わせる被写体までの距離（撮影距離）をテンキー２２により入力すると、その撮影距離にピントを合わせるフォーカスレンズ位置が求められ、その位置への移動を指令するフォーカス制御信号がレンズ装置１０に送信される。【選択図】      図１
2004205626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系に配置されたフォーカスレンズをモータ駆動してピント合わせを行うレンズシステムにおいて、
ピントを合わせる対象物までの距離を数値入力する距離入力手段と、
前記距離入力手段により入力された距離のデータを表示する距離表示手段と、
前記距離入力手段により入力された距離に基づいて該距離の対象物にピントを合わせるための前記フォーカスレンズの位置を導出するフォーカスレンズ位置導出手段と、
前記フォーカスレンズをモータ駆動して前記フォーカスレンズ位置導出手段により導出された位置にフォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ制御手段と、
を備えたことを特徴とするレンズシステム。
【請求項２】
前記レンズシステムは、前記光学系及びフォーカスレンズ制御手段を備えたレンズ装置と、前記距離入力手段及び距離表示手段を備えたコントローラ装置とから構成され、前記フォーカスレンズ位置導出手段は、前記レンズ装置又はコントローラ装置に備えられたことを特徴とする請求項１のレンズシステム。
【請求項３】
マニュアル操作部材の操作位置に対応した位置に前記フォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段を備え、前記距離表示手段により、前記マニュアル操作手段により設定された前記フォーカスレンズの位置に対してピントが合う対象物の距離を表示することを特徴とする請求項１のレンズシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズシステムに係り、特に被写体の距離を指定してピント合わせを行うレンズシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、映画撮影での撮影レンズのフォーカス操作は手動で行われている。例えば、撮影前に被写体までの距離を実測し、撮影レンズの鏡胴に配置されたフォーカスリングを操作してフォーカスリングに記された距離メモリを実測した距離に合わせることでピント合わせを行うようにしている。
【０００３】
一方、テレビ放送向け等の多くの動画撮影でのフォーカス操作は、コントローラを用いて電動で行われている。例えば、コントローラにはマニュアル操作部材が設けられており、マニュアル操作部材を操作すると、その操作位置に対応した位置にフォーカス（フォーカスレンズ）が移動するようになっている。撮影者はモニタ等で撮影映像を見ながらマニュアル操作部材を操作してピント合わせを行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−２７１５９３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにコントローラのマニュアル操作部材には通常、操作位置と撮影（被写体）距離とを対応させた距離メモリは記されていない。また、撮影レンズの鏡胴に配置されたフォーカスリングには距離メモリが記されている場合もあるが、その場合でも所望の撮影距離に対応する数値がメモリ上に記されている場合は少なく、距離メモリを合わせるのに手間を要し、また、精度も高くない。このため、従来のレンズシステムでは撮影距離の情報からでは容易且つ精度良くピント合わせを行うことができず、映画撮影等での使用に不向きであるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みたもので、撮影距離の情報から容易且つ精度良くピント合わせを行うことができるレンズシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光学系に配置されたフォーカスレンズをモータ駆動してピント合わせを行うレンズシステムにおいて、ピントを合わせる対象物までの距離を数値入力する距離入力手段と、前記距離入力手段により入力された距離のデータを表示する距離表示手段と、前記距離入力手段により入力された距離に基づいて該距離の対象物にピントを合わせるための前記フォーカスレンズの位置を導出するフォーカスレンズ位置導出手段と、前記フォーカスレンズをモータ駆動して前記フォーカスレンズ位置導出手段により導出された位置にフォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記レンズシステムは、前記光学系及びフォーカスレンズ制御手段を備えたレンズ装置と、前記距離入力手段及び距離表示手段を備えたコントローラ装置とから構成され、前記フォーカスレンズ位置導出手段は、前記レンズ装置又はコントローラ装置に備えられたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、マニュアル操作部材の操作位置に対応した位置に前記フォーカスレンズを移動させるマニュアル操作手段を備え、前記距離表示手段により、前記マニュアル操作手段により設定された前記フォーカスレンズの位置に対してピントが合う対象物の距離を表示することを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、ピントを合わせる対象物までの距離を距離入力手段により入力すると、その距離の対象物にピントを合わせる位置にフォーカスレンズが移動するようにするため、対象物の距離情報により容易且つ精度良くピント合わせを行うことができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るレンズシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明に係るレンズシステムの一実施の形態を示した全体構成図である。同図に示すレンズ装置１０は例えばテレビ放送向けとして図示しないカメラ本体に装着して使用されるもので、カメラ本体の撮像素子に被写体の像を結像する光学系（撮影レンズ）と撮影レンズの各可動部品をモータ駆動するための制御系等とから構成されている。尚、以下で説明するコントローラＦＣＡ又はコントローラＦＣＢをレンズ装置１０に接続して使用することで映画撮影等にも好適に使用することができるようになる。詳細は省略するが、光学系には、光軸方向に移動して撮影レンズの焦点位置（撮影（被写体）距離）を変化させるフォーカスレンズ（群）ＦＬが配置されており、制御系には、フォーカスレンズＦＬを駆動するモータＦＭ、フォーカスレンズＦＬの位置を検出するポテンショメータＦＰ、モータＦＭを制御する制御部１２等から構成される。
【００１３】
制御部１２には、フォーカスレンズＦＬの現在位置を示す現在位置データがポテンショメータＦＰから与えられると共に、フォーカスレンズＦＬの設定位置（目標位置）を示すフォーカス制御信号（指令データ）がレンズ装置１０に接続されたコントローラから与えられるようになっている。制御部１２は、現在位置データの値（以下、現在値）と指令データの値（以下、指令値）とが一致するようにサーボ制御によりモータＦＭを駆動し、フォーカスレンズＦＬを指令値に対応する位置に移動させる。これによりコントローラからのフォーカス制御信号に従ってフォーカスレンズＦＬが移動し、ピント合わせがコントローラでのフォーカス操作によって実行される。
【００１４】
コントローラは、レンズ装置１０の制御部にケーブル等によって接続される。本実施の形態では例えば、同図のタイプＡのコントローラＦＣＡ又はタイプＢのコントローラＦＣＢが接続されるようになっている。尚、タイプＡのコントローラＦＣＡの機能はタイプＢのコントローラＦＣＢの機能に含まれるため、以下、タイプＢのコントローラＦＣＢについて説明する。
【００１５】
コントローラＦＣＢには、例えば液晶の表示部２０、数値設定部２６（テンキー２２及びセットキー２４）、Data/Manual選択スイッチ２８、フォーカスノブ３０が配置されている。
【００１６】
表示部２０には、例えば、数値設定部２６のテンキー２２によって入力、設定された撮影距離の値や、実際にレンズ装置１０で設定されているフォーカスレンズＦＬの位置に対応する撮影距離の値が表示される。
【００１７】
数値設定部２６のテンキー２２は、押圧操作されるスイッチであり、操作者がピントを合わせたい被写体の距離（撮影距離）を指定する際にその撮影距離の数値入力に使用される。数値設定部２６のセットキー２４も押圧操作されるスイッチであり、テンキー２２により入力した数値を撮影距離として確定する場合に使用される。
【００１８】
Data/Manual選択スイッチ２８は、データ入力モードとマニュアル操作モードとを切り替えるスライド式のスイッチであり、同図のようにツマミを左側に設定した場合にはデータ入力モードに設定され、ツマミを右側に設定した場合にはマニュアル操作モードに設定される。
【００１９】
データ入力モードは、数値設定部２６のテンキー２２及びセットキー２４の操作によって撮影距離のデータを入力することによりフォーカス操作を行うモードであり、数値設定部２６のテンキー２２及びセットキー２４の操作によって撮影距離のデータを入力すると、その撮影距離の被写体にピントが合うようにフォーカスレンズＦＬの位置が設定される。尚、フォーカスレンズＦＬの位置を以下、フォーカスレンズ位置という。
【００２０】
マニュアル操作モードは、フォーカスノブ３０の回動操作によってフォーカス操作するモードであり、フォーカスノブ３０を回動操作することによりその回動量に応じた分だけ変位した位置にフォーカスレンズＦＬが設定されるようになっている。
【００２１】
図２は、コントローラＦＣＢの構成を示したブロック図である。同図に示すようにコントローラＦＣＢにはマイコン４０が内蔵されており、上記表示部２０に表示する数値等の表示内容はマイコン４０によって制御される。また、上記数値設定部２６の各キーの操作や、上記Data/Manual選択スイッチ２８の操作（設定状態）はマイコン４０によって検出される。上記フォーカスノブ３０の回動操作は、所定回動量ごとに図示しないカウンタのカウント値を回転方向に応じて１カウントアップ又はカウントダウンするエンコーダ３２が使用されており、そのカウント値（エンコーダ値）がマイコン４０に読み取られ、フォーカスノブ３０の回動量がマイコン４０によって検出されるようになっている。
【００２２】
また、コントローラＦＣＢにはレンズ装置１０（レンズ装置１０の制御部１２）と通信を行うための通信回路３４が搭載されており、マイコン４０はこの通信回路３４を通じてレンズ装置１０と各種信号のやり取りを行うことができるようになっている。
【００２３】
マイコン４０の処理について説明すると、上述のようにコントローラＦＣＢには、データ入力モードとマニュアル操作モードとがあり、マイコン４０はData/Manual選択スイッチ２８の設定状態を検出し、Data/Manual選択スイッチ２８のツマミが図１のように左側に設定されている場合にはデータ入力モードの処理を実行する。この場合、マイコン４０は数値設定部２６のテンキー２２の押圧操作により上位桁から順に入力される「０」〜「９」の数値及び少数点「．」を検出し、それらを上位桁から順に配列した数値を表示部２０に表示させる。尚、図１の表示例では表示部２０に表示する数値の単位は「ｍ」としている。ただし、フィート「ｆ」としてもよく、また「ｍ」と「ｆ」とを切り替えて表示してもよい。数値設定部２６のセットキー２４が押圧操作されたことを検出すると、表示部２０に表示させた数値を指定の撮影距離として確定する。
【００２４】
続いて、マイコン４０は、その確定した撮影距離の被写体にピントを合わせるフォーカスレンズ位置を求める。ここで、数値設定部２６によって入力された撮影距離のデータ（数値）はフォーカスレンズ位置を直接表したデータではなく、フォーカスレンズ位置は、例えば２進数で１４ビットの分解能を持つデータで表される。以下の説明においては、撮影距離を表すデータ（データ形式）を距離データ（距離データ形式）といい、フォーカスレンズ位置を表すデータ（データ形式）を制御データ（制御データ形式）という。
【００２５】
撮影距離とフォーカスレンズ位置との関係、即ち、距離データと制御データの関係は、レンズ装置１０の種類（特性）によって決まっており、その関係は、例えば、図３に示すようなグラフにより表される。
【００２６】
マイコン４０は図３に示すような関係を距離データから制御データ（又は、制御データから距離データ）への変換テーブルとして予めもっており、その変換テーブルを用いて撮影距離を表す距離データからそれに対応するフォーカスレンズ位置を表す制御データを求める。尚、コントローラＦＣＢを所望の種類のレンズ装置に接続できるようにする場合に、例えば、コントローラ内のメモリに予め複数種のレンズ装置１０に対応した変換テーブルを記憶しておき、コントローラＦＣＢを接続したレンズ装置からその種類を特定するレンズ情報、例えば、最大ズーム倍率、機種名等を取得して、どの変換テーブルを使用するかを決定するようにしてもよい。
【００２７】
マイコン４０は、制御データを求めると、その制御データをフォーカス制御信号、即ち、フォーカスレンズＦＬの目標位置を示す指令データとしてレンズ装置１０に通信回路３４を通じて送信する。レンズ装置１０においてその指令データを取得するとフォーカスレンズＦＬが指令データにより指令された目標位置に設定される。以上の処理によって、操作者が数値設定部２６によって入力、設定した撮影距離の被写体に撮影レンズのピントが合わせられる。
【００２８】
このデータ入力モードによれば、例えば、映画撮影等において操作者は、ピントを合わせる被写体までの距離（撮影距離）をメジャー等で実測した後、コントローラＦＣＢの表示部２０に表示される入力値を確認しながらその実測した撮影距離をテンキー２２によって入力し、セットキー２４によって確定するという操作だけで、その撮影距離の被写体に撮影レンズのピントを合わせることができる。従って、撮影距離を基準にピント合わせする場合のフォーカス操作が非常に容易であり、また、指定された撮影距離に対して高い分解能でフォーカスレンズ位置を決定し、制御できるため非常に高い精度のピント合わせが可能となる。
【００２９】
一方、マイコン４０は、Data/Manual選択スイッチ２８のツマミが図１の右側に設定されている場合にはマニュアル操作モードの処理を実行する。この場合、マイコン４０は、所定期間ごとにエンコーダ３２からエンコーダ値を読み込み、エンコーダ値の変化量分だけ、現在の制御データの値を変更し、その制御データを上述と同様にフォーカスレンズＦＬの目標位置を示す指令データ（フォーカス制御信号）としてレンズ装置１０に送信する。これによって、フォーカスノブ３０の回動量に応じた変位量分だけフォーカスレンズ位置が変位する。
【００３０】
また、データ入力モードからこのマニュアル操作モードに切り替えた際に初期の指令データは、データ入力モードで設定された撮影距離（距離データ）に対応する指令データの値に維持されるようになっている。そのため、データ入力モードからマニュアル操作モードに切り替えた際にフォーカスレンズ位置は変化せず、その後のフォーカスノブ３０の回動量に応じた変位量分だけフォーカスレンズ位置が変化する。従って、マニュアル操作モードはデータ入力モードによるピント合わせをマニュアル操作により微調整したい場合等にも利用することができる。当然、通常のマニュアル操作でピント調整を行いたい場合にも使用できる。
【００３１】
更に、マイコン４０は、マニュアル操作モード時では、図３の関係を示す変換テーブルを用いてレンズ装置１０に送信する指令データを距離データに変換し、その距離データを表示部２０に表示させる。これにより、表示部２０には現在設定されているフォーカスレンズ位置（正確にはレンズ装置１０に与えるフォーカスレンズＦＬの目標位置）に対応する撮影距離が表示されるようになる。
【００３２】
尚、現在設定されているフォーカスレンズ位置に対応する撮影距離の表示は、数値設定部２６により入力、設定された撮影距離を表示する表示部２０とは別に設けた表示部により行うようにしてもよい。また、本コントローラ以外の操作によってフォーカス操作が行われている場合でも同様にフォーカスレンズＦＬの現在位置データをレンズ装置１０等から取得してフォーカスレンズＦＬの現在位置に対応する撮影距離を表示部２０に表示するようにしてもよい。本コントローラ以外の操作として例えば、本コントローラ以外にレンズ装置１０に接続されているコントローラの操作や、報道用のＥＮＧレンズのようにレンズ鏡胴の周部を回動可能に配置されているフォーカスリングの操作等がある。また、表示部２０に表示する撮影距離は、モード状態によらず、フォーカスレンズＦＬの現在位置（又は目標位置）に対応する撮影距離とするようにしてもよい。
【００３３】
次に、マイコン４０での処理手順を図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。まず、図４のフローチャートにおいて、マイコン４０は初期設定の処理を実行する（ステップＳ１０）。ここで図５のフローチャートで初期設定の処理について説明すると、マイコン４０は、まず、レンズ装置１０からレンズ情報を読み込む（ステップＳ５０）。レンズ情報は以下の処理で使用する上記変換テーブルを決定するためにレンズ装置１０の種類を特定する情報であり、例えば、最大ズーム倍率の情報を読み込む。続いて、フォーカスレンズＦＬの現在位置を示す現在位置データ（制御データ形式）FPosiDataをレンズ装置１０から読み込む（ステップＳ５２）。そして、制御データ形式の現在位置データFPosiDataを距離データ形式のFCtrlViewに変換する（ステップＳ５４）。尚、FCtrlViewは表示部２０に表示する撮影距離の値を示す表示データである。
【００３４】
次に、マイコン４０は、レンズ装置１０に送信する指令データ（制御データ形式）FCtrlDataの初期値をステップＳ５２で読み込んだ現在位置データFPosiDataの値に設定する（ステップＳ５６）。また、パラメータManualSetを１に設定する（ステップＳ５８）。
【００３５】
以上の初期設定が終了すると、図４の処理に戻り、マイコン４０は、Data/Manual選択スイッチ２８がデータ入力モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＹＥＳと判定した場合、パラメータManualSetを１に設定する（ステップＳ１４）。そして、数値設定部２６から入力される距離データFKeyDataを読み込み（ステップＳ１６）、表示データFCtrlViewを距離データFKeyDataの値にに設定する（ステップＳ１８）。
【００３６】
続いて、数値設定部２６のセットキー２４がオンされたか否かを判定し（ステップＳ２０）、ＮＯと判定した場合には表示データFCtrlViewを表示部２０に出力して表示部２０にこれまでテンキー２２により入力された数値を表示させ、ステップＳ１２に戻る。
【００３７】
一方、ステップＳ２０においてＹＥＳと判定した場合には、距離データ形式の距離データFKeyDataを制御データ形式の指令データFCtrlDataに変換し、その指令データFCtrlDataをフォーカスレンズＦＬの目標位置を示すフォーカス制御信号としてレンズ装置１０に送信する（ステップＳ２２）。これにより、フォーカスレンズＦＬが指令データFCtrlDataにより示された目標位置に設定される。続いて、マイコン４０は、表示データFCtrlViewを表示部２０に出力して表示部２０に撮影距離のデータを表示させ、ステップＳ１２に戻る。
【００３８】
ステップＳ１２においてＮＯ、即ち、マニュアル操作モードと判定した場合には、マイコン４０は、エンコーダ３２からエンコーダ値EcdDataを読み込む（ステップＳ２６）。続いて、パラメータManualSetが１か否かを判定する（ステップＳ２８）。ＹＥＳと判定した場合には、このモードに切り替えられた後の最初の処理であるため、前回読込時のエンコード値を示すMemoEcdDataを現在のエンコード値EcdDataの値に設定する（ステップＳ３０）。そして、パラメータManualSetを０に設定する（ステップＳ３２）。ステップＳ２８でＮＯと判定した場合にはステップＳ３０、ステップＳ３２の処理を実行しない。尚、この場合、前回読込時のエンコード値を示すMemoEcdDataは、後述のステップＳ３６の処理により既に所定の値に設定されている。
【００３９】
次にマイコン４０は、現在のエンコード値EcdDataから前回読込時のエンコード値MemoEcdDataを引いた値を現在の指令データFCtrlDataに加算し、その値を新たな指令データFCtrlDataとして設定する（ステップＳ３４）、そして、前回読込時のエンコード値MemoEcdDataを現在のエンコード値EcdDataに変更する（ステップＳ３６）。
【００４０】
次に、ステップＳ３４で求めた指令データFCtrlDataがフォーカスレンズ位置の上限及び下限を超えないようにリミット処理を実行した後、その指令データをフォーカスレンズＦＬの目標位置を示すフォーカス制御信号としてレンズ装置１０に送信する（ステップＳ３８）。これにより、フォーカスレンズＦＬが指令データFCtrlDataにより示された目標位置に設定される。
【００４１】
続いて、マイコン４０は、制御データ形式の指令データFCtrlDataを距離データ形式の表示データFCtrlViewに変換する（ステップＳ４０）。そして、その表示データFCtrlViewを表示部２０に出力し（ステップＳ２４）、ステップＳ１２に戻る。
【００４２】
以上、上記実施の形態では、図１に示したコントローラＦＣＢについて説明したが、コントローラＦＣＡについても上記データ入力モードの処理が同様に適用される。また、上記実施の形態では、距離データから制御データへの変換等をコントローラＦＣＡ又はＦＣＢで行うようにしたがレンズ装置１０側でその処理を行うようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、レンズ装置１０とコントローラＦＣＡ又はＦＣＢとがケーブル等で接続される場合について説明したが、コントローラの操作部や処理部が図１に示したレンズ装置１０の全体、又は、一部と一体であってもよい。
【００４４】
また、上記コントローラＦＣＡ又はＦＣＢは、主にテレビ放送向けに使用されるレンズ装置を映画撮影向けとして使用する場合に、フォーカス操作を映画撮影に適したものとするためのものであるが、コントローラＦＣＡ又はＦＣＢでフォーカス操作するレンズ装置の用途やコントローラＦＣＡ又はＦＣＢの用途はこれに限定されない。
【００４５】
また、上記実施の形態ではテレビ放送用のレンズシステムについて本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、テレビ放送用に限らず、動画撮影用、スチル画像撮影用、又は、画像撮影以外の用途のレンズシステムに適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズシステムによれば、ピントを合わせる対象物までの距離を距離入力手段により入力すると、その距離の対象物にピントを合わせる位置にフォーカスレンズが移動するようにするため、対象物の距離情報により容易且つ精度良くピント合わせを行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るレンズシステムの一実施の形態を示した全体構成図である。
【図２】図２は、コントローラの構成を示したブロック図である。
【図３】図３は、撮影距離とフォーカスレンズ位置との関係を示した図である。
【図４】図４は、コントローラのマイコンでの処理手順を示したフローチャートである。
【図５】図５は、コントローラのマイコンでの処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…レンズ装置、１２…制御部、２０…表示部、２２…テンキー、２４…セットキー、２６…数値設定部、２８…Data/Manual選択スイッチ、３０…フォーカスノブ、３２…エンコーダ、３４…通信回路、４０…マイコン、ＦＬ…フォーカスレンズ、ＦＭ…モータ、ＦＰ…ポテンショメータ、ＦＣＡ、ＦＣＢ…コントローラ
【図１】
2004205626.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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