(57)【要約】【課題】ズーム操作を光学ズームの操作と同様な方法で行うことができ、光学ズームとの部材の共用も可能である簡単な構造の電子ズーム操作機構とその操作機構を備えた光学器械を提供する。【解決手段】操作リング３１の回転により磁性体３２と磁気センサ３３との位置関係が変わり、第１の磁気センサ３３ａと第２の磁気センサ３３ｂとで検出した電圧は、回転角度と相関して変動する。それぞれの電圧を差動アンプ４１とＡ／Ｄ変換器４２とでディジタル信号に変換しＣＰＵ４３に入力する。ＣＰＵ４３において、両電圧の加算値とそれぞれの電圧値によって操作リング３１の回転角を算出し、スケーラ４４で回転角に対応した拡大、縮小信号を画像制御部２３に出力し、画像制御部２３が入力した映像のディジタルズーム処理を行った画像情報を出力する。【選択図】図３
2005354565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを有する光学器械の電子ズームを制御する電子ズーム操作機構であって、
回転部材と、
該回転部材に固定され該回転部材の回転方向に移動する磁性体と、
磁性体の移動範囲近傍の所定位置に固定された磁気センサと、
磁気センサの出力値から前記回転部材の回転角度を算出して、算出した回転角度に対応した電子ズームの制御値を出力する映像ズーム処理部と、を備えた電子ズーム操作機構。
【請求項２】
前記磁気センサは、前記磁性体の移動方向に沿って２個設けられており、
前記映像ズーム処理部は、２個の前記磁性体の出力値およびその和から前記回転部材の回転角度を算出する、請求項１に記載の電子ズーム操作機構。
【請求項３】
２個の前記磁性センサの出力値の和が、２個の前記磁性センサの中間位置に前記磁性体があるときに最大となり、前記磁性体の位置に対応して滑らかに低下するように各前記磁気センサの位置と利得が調整されている、請求項２に記載の電子ズーム操作機構。
【請求項４】
前記磁気センサは、１個設けられており、
前記映像ズーム処理部は、１個の前記磁性体の出力値から前記回転部材の回転角度を算出する、請求項１に記載の電子ズーム操作機構。
【請求項５】
前記回転部材は、前記レンズの鏡筒の外周上を回転する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子ズーム操作機構。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子ズーム操作機構を備えた、レンズを有する光学器械。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子ズーム操作機構を備えた、プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学器械の電子ズーム操作機構に関し、特に光学ズーム操作と類似の操作で電子ズーム操作が可能な電子ズーム操作機構とその電子ズーム操作機構を備えた光学器械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタやカメラなどの光学器械のズーム操作は、手動でレンズを操作する光学ズームによって行われており、手動に代えて駆動モータを使用してレンズを操作するパワーズームも増加している。しかし、光学ズームでは倍率の高いズームを実現しようとするとレンズが複雑で大きくなる。そのため、最近はディジタル画像を電子的に拡大・縮小してズームの設定を行うディジタルズームとも呼ばれる電子ズームが用いられるようになってきて、光学ズームとの併用も行なわれている。
【０００３】
これまで、電子ズームの操作はＷＩＤＥ、ＴＥＬＥ等の２つの操作ボタンを設けて、これらを押すことによってズーム動作を行っていた。図８を参照して従来の電子ズームの電子操作機構を説明する。図８は従来の電子ズームの操作機構の一例を示す模式的ブロック構成図である。電子ズーム操作機構１３０はズームを広角側に操作するＷＩＤＥズームキー１３１、望遠側に操作するＴＥＬＥズームキー１３２、中央処理装置であるＣＰＵ１４３、画像の拡大あるいは縮小を指示する計数を画像制御部１２３に出力する計数回路であるスケーラ１４４を有する。電子ズームの動作は、ＷＩＤＥズームキー１３１およびＴＥＬＥズームキー１３２をユーザが押下することにより、その動作が映像ズーム処理部１３４に入力し、ズームキーの押下されている時間または回数をＣＰＵ１４３が検出し、その値を元にスケーラ１４４が画像制御部１２３を制御してディジタル的にズーム操作を行っている。
【０００４】
しかしながら、このような従来の電子ズーム操作においては、次のような課題がある。第１の課題は、これまで回転式のズームレンズ機構の回転操作によってズーム操作を行う光学ズーム操作に馴染んでいたユーザにとって、２つの操作ボタンを設けて、これらを押すことによりズーム動作を行っているため、操作方法が従来とは異なったものとなり、ユーザが使用する際に違和感を覚えることである。
【０００５】
第２の課題は、２つの操作ボタンを設けて、これらを押すことにより、ズーム動作を行っているため、光学ズームを同一ラインナップにもつ製品開発を行う場合に鏡筒や筐体の共用化ができないということである。
【０００６】
光学ズームにおいて、パワーフォーカス・パワーズームが手動による操作感覚に近く、高い操作性で高精度のパワーフォーカス・パワーズームを行えるズームレンズ鏡胴が開示されている。ここでは、レンズの固定筒と勘合状態で光軸方向との移動と光軸回りの回転が可能な操作環が設けられ、それに連動して回転する外周面に着磁部を有する着磁ロッドが設けられ、固定筒に位置決めされた操作環状態検出部が操作環の回転によりロッドが回転したときに着磁部からの磁界変化を検出することにより操作環の回転状態に対応するパワーズーム動作用の信号を出力している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−２３０２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のズームレンズ鏡胴では、固定筒と操作環との間の狭い間隙に、操作環と連動して回転可能で、円周方向に沿って交互にＮ極とＳ局が形成された着磁部を有する着磁ロットと、その着磁部の磁気を検出するための固定筒に位置決めされた磁気抵抗素子を有する操作環状態検出部を設ける必要があり、精密で複雑な構成となっている。また、このような光学レンズのズーム機構に単に電子操作を付加することによってパワーズームとすることも困難である。
【０００８】
本発明の目的は、ズーム操作を光学ズームの操作と同様な方法で行うことができ、部材として光学ズームとの共用も可能な簡単な構造の電子ズーム操作機構とその操作機構を備えた光学器械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電子ズーム操作機構は、
レンズを有する光学器械の電子ズームを制御する電子ズーム操作機構であって、回転部材と、その回転部材に固定されその回転部材の回転方向に移動する磁性体と、磁性体の移動範囲近傍の所定位置に固定された磁気センサと、磁気センサの出力値から回転部材の回転角度を算出して、算出した回転角度に対応した電子ズームの制御値を出力する映像ズーム処理部とを備える。
【００１０】
磁気センサは、磁性体の移動方向に沿って２個設けられており、映像ズーム処理部は、２個の磁性体の出力値およびその和から回転部材の回転角度を算出してもよく、この場合２個の磁性センサの出力値の和が、２個の磁性センサの中間位置に磁性体があるときに最大となり、磁性体の位置に対応して滑らかに低下するように各磁気センサの位置と利得が調整されていることが好ましい。また、磁気センサは、１個設けられており、映像ズーム処理部は、１個の磁性体の出力値から回転部材の回転角度を算出してもよく、回転部材は、レンズの鏡筒の外周上を回転してもよい。
【００１１】
本発明のレンズを有する光学器械は、上述の電子ズーム操作機構を備えており、本発明のプロジェクタも上述の電子ズーム操作機構を備えている。
【００１２】
本発明では、電子ズームの操作を光学ズームの操作と同じく、操作リングにより行うことができるため、ユーザが使用する際にも光学ズームの操作と同様に行うことができる。また、光学ズームを同一ラインナップにもつ製品開発を行う場合にも、筐体の共用化が可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の効果は、磁気センサにより回転運動を電気的な値に変換して検出し、電子ズームの制御を行っているので、電子ズームの操作を光学ズームの操作と同様な感覚で行うことができ、光学ズームになじんだ操作者が違和感を抱かないことである。
【００１４】
第２の効果は、磁気センサを２つ設けることによって、検出幅を拡大することができ、操作の精度をあげることができることである。
【００１５】
第３の効果は、光学ズームの操作リングと類似の操作リングを使用するので、光学ズームを同一ラインナップにもつ製品開発を行う場合に鏡筒や筐体の共用化ができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、プロジェクタ等のレンズ群を有する光学器械に装備されている電子ズーム操作機構の操作方法において、光学ズームと同様の操作方法で電子ズームの電子制御がおこなえるようにしたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態の電子ズーム操作機構を備えたプロジェクタの模式的構成図である。ここでは、光学器械をプロジェクタとして説明するが、プロジェクタに限定されるのものではなくディジタルカメラやムービーカメラなどディジタルな映像を扱う光学器械にも広く適用できる。図２は本発明の第１の実施の形態の電子ズーム操作機構の構成を示すプロジェクタの部分模式図であり、（ａ）は投射レンズ近傍の部分側面断面図、（ｂ）は投射レンズ近傍の部分正面断面図であり、図３は本発明の第１の実施の形態の電子ズーム操作機構の制御機能を示す電子ズーム操作機構の制御系統図である。
【００１８】
図１に示されるように、プロジェクタ１０は、投射レンズ２１と表示部２２とを有する投影装置２０と、表示部２２の映像を制御する画像制御部２３と、画像制御部２３に所定のズームによる拡大・縮小画像の出力を指示する電子ズーム操作機構３０と、映像入力部２４と、全体の動作を制御する中央処理装置６０とを備える。
【００１９】
図１および図２に示すように、電子ズーム操作機構３０は、投射レンズ２１のレンズ群を囲む鏡筒２５の外面上に回転可能に配設されている操作リング３１と、操作リング３１に固定されて操作リング３１の回転動作に対応して回転方向に移動する磁性体３２と、磁性体３２の回転経路近傍で、プロジェクタ１０内部のプリント基板３５に固定されている磁気センサ３３と、磁気センサ３３の信号を受けて画像制御部２３に入力映像の拡大・縮小のズーム操作の指示を出力する映像ズーム処理部３４とを有する。第１の実施の形態では磁気センサ３３は、所定の間隔で配置された第１の磁気センサ３３ａと第２の磁気センサ３３ｂとから構成される。ここで、磁性体３２は永久磁石でも電磁石でもよく、磁気センサ３３は磁気を電圧に変換できる素子であればよく、ホール素子、磁気抵抗素子が使用できる。
【００２０】
映像入力部２４から入力し画像制御部２３でズーム操作された映像は、表示部２２から投射レンズ２１を通過して投射面７０に投射画像として投射される。投射画像は電子ズーム操作機構３０により広角（ＷＩＤＥ）から望遠（ＴＥＬＥ）までの画像として調整される。
【００２１】
次に、図１〜図３を参照して、第１の実施の形態の電子ズーム操作機構の動作について説明する。操作リング３１は光学ズームのカム筒と呼ばれる操作リングと類似の形状となっており、プロジェクタ１０の筐体１１の外部から回転操作が可能となっている。例えばノブ３１ａを介して操作リング３１を回転させると、操作リング３１に固定された磁性体３２が操作リング３１と一体で回転方向に移動する。図３に模式的に示したように、操作リング３１上に固定されている磁性体３２は、操作リング３１の回転により、プリント基板３５に固定されている第１の磁気センサ３３ａ、第２の磁気センサ３３ｂとの位置関係が変化する。つまり、第１の磁気センサ３３ａ、第２の磁気センサ３３ｂで検出される検出値が、操作リング３１の回転位置により異なることになる。この変化を検出して、電子ズーム動作を行う。このようにして、本願発明では、磁気センサ３３により操作リング３１の回転運動を検出し、電気的な値に変換できるので、電子ズームの操作を光学ズームの操作と同様に行うことができる。第１の実施の形態では磁気センサを２つ設けて検出できる磁性体の移動幅の拡大を図り制御の精度を高めているが、第２の実施の形態に示すように、磁気センサと磁石との位置関係によっては、１個のセンサで構成することも可能である。
【００２２】
図４は、第１の磁気センサ３３ａ、第２の磁気センサ３３ｂで検出される検出電圧と操作リング位置との関係を示すグラフである。破線は第１の磁気センサ３３ａの検出電圧、鎖線は第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧、実線は第１の磁気センサ３３ａの検出電圧と第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧との加算値である。この図４は、第１の磁気センサ３３ａの検出電圧と第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧とから、操作リング３１の位置を算出可能であることを示している。
【００２３】
図３に示す映像ズーム処理部３４では、磁気センサ３３の検出電圧を電子ズームの動作に変換する電気回路のブロック図を示している。ここでは、磁気センサ３３は電圧を出力するセンサである場合を例として説明する。第１の磁気センサ３３ａで検出した電圧は、第１の差動アンプ４１ａで電位差として検出および増幅される。第１の差動アンプ４１ａから出力された電位差は、第１のＡ／Ｄ変換器４２ａでディジタル信号に変換される。第１のＡ／Ｄ変換器４２ａでディジタル変換された信号はＣＰＵ４３に入力する。同じく、第２の磁気センサ３３ｂで検出された電圧も同様に、第２の系列の回路を通りＣＰＵ４３に入力する。ＣＰＵ４３において、後に示す演算が行われて、操作リング３１の回転角度が検出され、その値を基にスケーラ４４が制御されて、スケーラ４４の出力が画像制御部２３に入力して映像のディジタルズーム制御が行われる。
【００２４】
上述の操作リング３１の回転角度を検出するための演算方法としては、次のような例が考えられる。前提として、同一操作リング位置における第１の磁気センサ３３ａと第２の磁気センサ３３ｂとの加算値は各々の磁気センサの検出値より、常に大きくなりなおかつ第１の磁気センサ３３ａと第２の磁気センサ３３ｂの中間で最大となり、電圧の変化がスムースな曲線を描くように、磁気センサ３３の間隔および利得を調整しておく（図４の検出電圧の加算値５３を参照）。これによって、操作リング３１の回転角度を精度良く検出することができる。
【００２５】
第１の磁気センサ３３ａ側の検出電位差と第２の磁気センサ３３ｂ側の検出電位差を加算する。この加算値が、各磁気センサの最大値より大きくなる場合、操作リング３１の磁性体３２は両磁気センサの間または、両磁気センサのピーク近辺に位置していることになる。
【００２６】
この場合、第１の磁気センサ３３ａと第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧差を取り、その差に基づき操作リング３１の位置を割り出す。即ち、図４において、
１）（第１の磁気センサ３３ａの検出電圧）−（第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧）＞０の場合、ＷＩＤＥ側にある。
２）（第１の磁気センサ３３ａの検出電圧）−（第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧）＝０の場合、中心にある。
３）（第１の磁気センサ３３ａの検出電圧）−（第２の磁気センサ３３ｂの検出電圧）＜０の場合、ＴＥＬＥ側にある。
４）各磁気センサの最大値より小さい場合、操作リング３１の位置は、各磁気センサのピーク付近を越えて、ＷＩＤＥ端、ＴＥＬＥ端側に位置していることになる。
【００２７】
この場合はセンサそれぞれの検出値より、操作リングの位置を割り出すことができる。予め、両センサの最大値および、加算値は校正しておき、校正時の状態に基づき、ＣＰＵ４３において、補正することが有効である。
【００２８】
次に本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。図５は本発明の第２の実施の形態の電子ズーム操作機構の構成を示すプロジェクタの部分模式図であり、（ａ）は投射レンズ近傍の部分側面断面図、（ｂ）は投射レンズ近傍の部分正面断面図であり、図６は本発明の第２の実施の形態の電子ズーム操作機構の制御機能を示す電子ズーム操作機構の制御系統図である。
【００２９】
第１の実施の形態では２個設けられていた磁気センサが、第２の実施の形態では１個である以外は第１の実施の形態と同じなので、同じ構成、動作の要素については同一の符号を付し説明を省略する。図７は磁気センサ８３で検出される検出電圧と操作リング位置との関係を示すグラフである。この図７に示されるように磁気センサ８３の検出電圧と操作リング位置とは相関関係があり、磁気センサ８３の検出電圧から、操作リング３１の位置を算出可能であることを示している。第２の実施の形態において、操作リング３１に対する磁気センサ３１の検出範囲は減少するが、センサの個数を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態の電子ズーム操作機構を備えたプロジェクタの模式的構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の電子ズーム操作機構の構成を示すプロジェクタの部分模式図である。（ａ）は投射レンズ近傍の部分側面断面図である。（ｂ）は投射レンズ近傍の部分正面断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の電子ズーム操作機構の制御機能を示す電子ズーム操作機構の制御系統図である。
【図４】第１の磁気センサ、第２の磁気センサで検出される検出電圧と操作リング位置との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態の電子ズーム操作機構の構成を示すプロジェクタの部分模式図である。（ａ）は投射レンズ近傍の部分側面断面図である。（ｂ）は投射レンズ近傍の部分正面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の電子ズーム操作機構の制御機能を示す電子ズーム操作機構の制御系統図である。
【図７】磁気センサで検出される検出電圧と操作リング位置との関係を示すグラフである。
【図８】従来の電子ズームの操作機構の一例を示す模式的ブロック構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    プロジェクタ
１１    筐体
２０    投影装置
２１    投射レンズ
２２    表示部
２３、１２３    画像制御部
２４    映像入力部
２５    鏡筒
２７    投射光軸
３０、１３０    電子ズーム操作機構
３１    操作リング
３１ａ    ノブ
３２    磁性体
３３、８３    磁気センサ
３３ａ    第１の磁気センサ
３３ｂ    第２の磁気センサ
３４、１３４    映像ズーム処理部
３５    プリント基板
４１ａ    第１の差動アンプ
４１ｂ    第２の差動アンプ
４２ａ    第１のＡ／Ｄ変換器
４２ｂ    第２のＡ／Ｄ変換器
４３、１４３    ＣＰＵ
４４、１４４    スケーラ
５１    第１の磁気センサの検出電圧
５２    第２の磁気センサの検出電圧
５３    検出電圧の加算値
５４    磁気センサの検出電圧
６０    中央処理装置
７０    投射面
１３１    ＷＩＤＥズームキー
１３２    ＴＥＬＥズームキー
【図１】
2005354565.tif 000003
【図２】
2005354565.tif 000004
【図３】
2005354565.tif 000005
【図４】
2005354565.tif 000006
【図５】
2005354565.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005354565.tif 000009
【図８】
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