(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカス用回転操作部材と、
該回転操作部材の回転に応じてパルスを発生するパルス発生手段と、
前記パルスを計数するカウンタと、
前記回転操作部材の回転角に対するフォーカスコントロール電圧の関係が異なる曲線モード又は直線モードに切換えるモード切換手段と、
該モード切換手段により曲線モードに設定されているときは、決定されている基準データと前記フォーカス用回転操作部材の操作に応じて前記カウンタで計数されたパルス数の変化とに応じて新たな基準データを決定し、決定された新たな基準データを用いて、前記曲線モード時の演算に用いる第１の関数により演算し、前記演算結果に応じて新たに出力すべき前記フォーカスコントロール電圧を求め、
前記モード切換手段によりモードが曲線モードから直線モードに切換えられたときには、モード切換え前に求めた前記フォーカスコントロール電圧に基づいて、直線モード時の演算に用いる第２の関数の逆関数を用いて演算して前記直線モードに対応する基準データを求め、
前記演算により求めた直線モードに対応する基準データと、前記フォーカス用回転操作部材の操作に応じて前記カウンタで計数されたパルス数の変化とに応じて決定された新たな基準データを用いて前記第２の関数により演算し、前記演算結果に応じて、新たに出力すべき前記フォーカスコントロール電圧を求めることにより、
前記曲線モードから前記直線モードに切換えたときに前記モード切換手段の切換え前後で前記フォーカスコントロール電圧が変化しないように制御する制御手段と有することを特徴とするフォーカス操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作用回転ハンドルの回転角に応じて位置サーボ制御を行うテレビレンズのフォーカス操作装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
（１）従来からテレビカメラなどにおいて、回転ハンドルの機械端からの回転角である絶対位置に応じて、物体距離のフォーカス操作のために位置サーボ制御を行うフォーカス操作装置が知られており、この回転ハンドルの絶対位置はポテンショメータを用いて検出している。そして、回転ハンドルの回転角の敏感度を変えるための敏感度切換スイッチや、回転ハンドルの絶対位置とフォーカスコントロール電圧との関係を変えるための直線・曲線モード切換スイッチが、任意の位置に設けられている。
【０００３】
敏感度切換スイッチをオンした場合は、その時の回転ハンドルの絶対位置から一定角度範囲の回転角に対するフォーカスコントロール電圧の敏感度を変更し、また直線・曲線モード切換スイッチを切換えた場合は、回転ハンドルの絶対位置とフォーカスコントロール電圧との関係を変更して、フォーカスの位置制御を行うことができるようになっている。
【０００４】
（２）また、回転ハンドルの回転角に応じて、物体距離のフォーカス操作のために位置サーボ制御を行うフォーカス操作装置が知られている。
【０００５】
図９は従来のフォーカス操作装置の断面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図を示し、装置本体１にはベアリング２を介して回転ハンドル３が取り付けられ、回転ハンドル３の回転軸３ａにポテンショメータ４が連結されている。また、装置本体１の任意の位置に、敏感度モード切換スイッチ５、ＬＥＤ６、ケーブルコネクタ７が配設されている。
【０００６】
装置本体１の回転ハンドル３側の側面には、回転ハンドル３の回転範囲を規制する図１０に示すようなアルキメデスの渦巻溝１ａが設けられ、相対する回転ハンドル３の側面には、放射方向の直線溝３ｂが設けられている。そして、渦巻溝１ａと直線溝３ｂの間には球１ｂが収納されており、この球１ｂが渦巻溝１ａの両端部１ｃに当接することにより、回転ハンドル３の回転数が１〜３回に制限されるようになっている。
【０００７】
装置本体１は回転ハンドル３の回転角を、その回転軸３ａを介してポテンショメータ４に認識させて検出を行う。このとき、モード切換スイッチ５をオンすると、図１１に示すように、回転ハンドル３の回転角θとポテンショメータ４の出力電圧Ｖとの関係が、通常モードから微調モードに切換わり、モード切換スイッチ５がオンしたときの回転ハンドル３の回転角θｎを中心に、或る角度範囲θｎ±ａにおいて回転ハンドル３の敏感度が変更され、これによってレンズのフォーカス位置のサーボ制御を非直線的に行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
（イ）しかしながら上述の従来例（１）のフォーカス操作装置では、予め回転ハンドル３の全回転数（全回転角θ）が決まっているので、図１２に示すように全てのモードにおいて常にスタート端とエンド端でのフォーカスコントロール電圧Ｖを一致させなければならず、フォーカス操作の途中の回転角θ１において、フォーカスモードを通常モードから微調モードに変更し、回転角θ２において最適のフォーカス位置を得た後に再び通常モードに戻すと、フォーカスコントロール電圧ＶがＰｆからＰｎに変化して、フォーカス位置がずれるという問題点がある。
【０００９】
また、回転ハンドル３の絶対位置を基にフォーカスコントロール電圧Ｖを決めているために、直線モードから曲線モードに切換えると、図１３に示すようにフォーカスコントロール電圧ＶがＰｂからＰａに変化して、フォーカス位置がずれるという問題点がある。
【００１０】
（ロ）また、従来例（２）のフォーカス操作装置も、予め回転ハンドル３の全回転数が決まっているので、何れのモードにおいても、図１１に示すようにスタート端θｏとエンド端θｅでの出力電圧Ｖｏ、Ｖｅを常に一致させなければならない。従って、フォーカス操作の途中の回転角θｎのときに、フォーカスの敏感度を通常モードから微調モードに切換え、θｎ＋ａにおいて最適のフォーカス位置を得た後に再び通常モードに戻すと、出力電圧がＶｂからＶａに変化して、フォーカス位置がずれてしまうという問題点がある。
【００１１】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、フォーカスの敏感度のモード、又は直線・曲線のモードを切換えてもフォーカス位置がずれず、フォーカスコントロール電圧が変化しないフォーカス操作装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るフォーカス操作装置は、フォーカス用回転操作部材と、該回転操作部材の回転に応じてパルスを発生するパルス発生手段と、前記パルスを計数するカウンタと、前記回転操作部材の回転角に対するフォーカスコントロール電圧の関係が異なる曲線モード又は直線モードに切換えるモード切換手段と、該モード切換手段により曲線モードに設定されているときは、決定されている基準データと前記フォーカス用回転操作部材の操作に応じて前記カウンタで計数されたパルス数の変化とに応じて新たな基準データを決定し、決定された新たな基準データを用いて、前記曲線モード時の演算に用いる第１の関数により演算し、前記演算結果に応じて新たに出力すべき前記フォーカスコントロール電圧を求め、前記モード切換手段によりモードが曲線モードから直線モードに切換えられたときには、モード切換え前に求めた前記フォーカスコントロール電圧に基づいて、直線モード時の演算に用いる第２の関数の逆関数を用いて演算して前記直線モードに対応する基準データを求め、前記演算により求めた直線モードに対応する基準データと、前記フォーカス用回転操作部材の操作に応じて前記カウンタで計数されたパルス数の変化とに応じて決定された新たな基準データを用いて前記第２の関数により演算し、前記演算結果に応じて、新たに出力すべき前記フォーカスコントロール電圧を求めることにより、前記曲線モードから前記直線モードに切換えたときに前記モード切換手段の切換え前後で前記フォーカスコントロール電圧が変化しないように制御する制御手段と有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図８に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施例のエンドレスフォーカス操作装置の構成図を示し、フォーカスを操作する回転ハンドル１０には、回転ハンドル１０の回転角を検出してその回転角に比例したパルスを出力するロータリエンコーダ１１が取り付けられている。ロータリエンコーダ１１の出力は、パルスを計数するカウンタ１２、フォーカスコントロールデータを演算するＣＰＵ１３に順次に接続され、ＣＰＵ１３の出力は、フォーカスコントロール演算時に用いる演算係数と初期データを記憶するメモリ１４、ＣＰＵ１３からのフォーカスコントロールデータをＤ／Ａ変換してフォーカスコントロール電圧としてテレビレンズに出力するＤ／Ａ変換器１５に接続されている。
【００１４】
また、フォーカスの敏感度を切換える敏感度切換スイッチ１６の出力、回転ハンドル１０の回転角とフォーカスコントロールデータの変化量との関係を切換える直線・曲線モード切換スイッチ１７の出力は、それぞれＣＰＵ１３に接続されている。
【００１５】
図２はＣＰＵ１３の演算シーケンスのフローチャート図を示し、先ず電源投入後のステップ１で、基準データを初期化し、メモリ１４から任意に設定可能な初期値Ｘｏを入力し、基準データＸｓに設定する。この基準データＸｓは、図１３の曲線モードの場合は、フォーカスコントロール電圧の値によって、その曲線の傾きが異なる。即ち、回転ハンドル１０の回転角の元の位置と移動後の位置の差分値とフォーカスコントロール電圧の変化量との関係が、元の位置のフォーカスコントロール電圧の値により異なることになり、パルスデータだけでは一義的にフォーカスコントロールの変化量に変換できない。従って、ここでフォーカスコントロール電圧と１対１で対応する基準データＸｓを導入する。
【００１６】
ステップ２で回転ハンドル１０の回転角に応じたパルス数をカウンタ１２から入力し、パルス変化データＰに設定する。ステップ３でカウンタ１２をクリアする。ステップ４で敏感度切換スイッチ１６の状態を入力して判断する。敏感度切換スイッチ１６が微調モードの時は、ステップ５ａでメモリ１４から微調モード係数Ａを入力し、ステップ６ａで次の演算式を使用してカウンタ１２から入力したデータを基準データＸｓの変化量Ｘに変換する。
Ｘ＝Ａ＊Ｐ
【００１７】
また、ステップ４で通常モードの時は、ステップ５ｂでメモリ１４から通常モード係数Ｂを入力し、ステップ６ｂで次の演算式を使用してパルス変化データを基準データＸｓの変化量Ｘに変換する。
Ｘ＝Ｂ＊Ｐ
【００１８】
図３は直線モード時の通常モード、微調モードにおけるパルス変化データＰと基準データの変化量Ｘと関係のグラフ図を示す。ここで、Ｘの添字は、ｎが通常モード、ｆが微調モードを示している。
【００１９】
次に、ステップ７で直線・曲線モード切換スイッチ１７の状態を入力し、データモード設定を行って判断する。直線・曲線モード切換スイッチ１７が曲線モードの時は、ステップ８ａで前サンプリング時の直線・曲線モード切換スイッチ１７のデータモード設定と比較する。
【００２０】
ステップ８ａで今回のデータモード設定と前回のデータモード設定が異なる場合、即ち直線モードから曲線モードに切換わった場合は、ステップ９ａで前サンプリング時にＤ／Ａ変換器１５に出力したフォーカスコントロールデータＹを基に、次式を使用して基準データバッファＸｓ’を演算する。ただし、Ｆａ-1（Ｙ）は曲線モードの時に使用する関数Ｆａ（Ｘ）＝Ｃ＊Ｘｓ2＋Ｄ＊Ｘｓ＋Ｅの逆関数である。
Ｘｓ’＝Ｆａ-1（Ｙ）
【００２１】
ステップ１０ａで基準データバッファＸｓ’に、微調モードの時にステップ５ａで求めた基準データの変化量Ｘを加え、次式により基準データＸｓを算出する。
Ｘｓ＝Ｘｓ’＋Ｘ
【００２２】
なお、通常モードの時はステップ５ｂで求めたＸを加えて、同様にして基準データＸｓを算出する。
【００２３】
ステップ１１ａで曲線モード用関数の係数Ｃ、Ｄ、Ｅをメモリ１４から読み込み、ステップ１２ａで次式の曲線モード用関数にステップ１０ａで求めた基準データＸｓを代入して、フォーカスコントロールデータＹを演算する。
Ｙ＝Ｃ＊Ｘｓ2＋Ｄ＊Ｘｓ＋Ｅ
【００２４】
ステップ１３でＤ／Ａ変換器１５にフォーカスコントロールデータＹを出力し、テレビレンズを制御する。ステップ１４で基準データＸｓを基準データバッファＸｓ’に移す。そして、ステップ２から再び繰り返す。
【００２５】
なお、本実施例では曲線モード用の関数として二次関数を用いたが、この関数は三次関数や指数関数等の任意の関数を用いてもよい。
【００２６】
図４は基準データＸとフォーカスコントロールデータＹとの関係のグラフ図である。この図４と図３を用いて、上述のステップ２からステップ１２までの処理を説明すると、ステップ２でカウンタ１２から入力したパルスデータがＰ＝Ｐｎの時の各モード別の基準データの変化量は、ステップ５、ステップ６で図３より、それぞれ微調モード時はＸｆ、曲線モードで通常モード時はＸｎとなる。ステップ８でデータモード設定が前サンプリング時から変化していない場合は、前サンプリング時の基準データバッファＸｓ’に各モード別の基準データの変化量Ｘｆ、Ｘｎを加えて基準データＸｓを求める。例えば、微調モードの時は、Ｘｓ＝Ｘｓ’＋Ｘｆから求める。
【００２７】
このようにして、各モードにおける基準データＸｓに対応したフォーカスコントロールデータＹが決まる。ここで、データモード設定が変化しない場合は、曲線モードで微調モード時は点Ｑａから点Ｑａｆ、曲線モードで通常モード時は点Ｑａから点Ｑａｎ、直線モードで微調モード時は点Ｑｂから点Ｑｂｆ、直線モードで通常モード時は点Ｑｂから点Ｑｂｎに移動する。
【００２８】
一方、データモード設定が変化した場合は、モード切換えに伴ってフォーカスコントロールデータＹが変化しないように、ステップ９で前サンプリング時のフォーカスコントロールデータＹを用いて、基準データバッファＸｓ’の値を図４に記載のＸｓｂからＸｓａに補正する。これに伴い、ステップ８、ステップ１０、ステップ１１、ステップ１２で基準点が図４の点Ｑｂから点Ｑａ’に移る。この点Ｑａ’を基準にして、微調モード時は点Ｑａｆ’に移り、通常モードの時はＱａｎ’に移る。
【００２９】
ステップ７で直線・曲線モード切換スイッチ１７が直線モードの時も上述の曲線モードの時と同様であるが、前回と今回のデータモード設定が異なる場合は、ステップ８ｂで前サンプリング時に出力したフォーカスコントロールデータＹを基に、次式を用いてＣＰＵ１３の内部データである基準データバッファＸｓ’を補正する。ただし、Ｆｂ-1（Ｙ）は直線モードの時に使用する関数Ｆｂ（Ｘ）＝Ｇ＊Ｘｓの逆関数である。
Ｘｓ’＝Ｆｂ-1（Ｙ）
【００３０】
そして、ステップｌ１ｂで直線モード用関数の係数Ｇをメモリ１４より読み込み、ステップ１２ｂで次の関数を用いてフォーカスコントロールデータＹを演算する。
Ｙ＝Ｇ＊Ｘｓ
【００４２】
図５は第２の実施例の断面図を示し、フォーカスデマンド３１にはベアリング２１を介して回転ハンドル２２が取り付けられており、回転ハンドル２２の回転軸２２ａにはロータリエンコーダ２３が連結されている。また、フォーカスデマンド３１の任意の位置に、モード切換えを表示するＬＥＤ２５が配設され、図示しないレンズ本体との接続を行うケーブルコネクタ２６が設けられており、デマンド３１の内部には制御回路２７が配置されている。そして、ロータリエンコーダ２３の出力は制御回路２７に接続され、制御回路２７の出力はＬＥＤ２５、ケーブルコネクタ２６に接続されている。フォーカスデマンド３１とズームデマンド３２をコネクタケーブル等の接続手段３３を介して接続し、ズームデマンド３２上にフォーカスの敏感度のモード切換スイッチ３４が設けられている。
【００４３】
図６は通常のサーボタイプのテレビレンズの操作状態を示し、カメラマンＭは一方の手Ｍａでフォーカスデマンド３１を、他方の手Ｍｂでズームデマンド３２を操作する。そして、ズームデマンド３２上のモード切換スイッチ３４によりフォーカスの敏感度を切換える。
【００４４】
ズームデマンド３２上のモード切換スイッチ３４をオンすると、その情報が接続手段３３を介して制御回路２７に伝達され、制御回路２７はロータリエンコーダ２３から発する回転角度信号のモードを変換し、回転ハンドル２２の回転角に対するフォーカスの敏感度を切換える。
【００４５】
このようにして、カメラマンＭは両手Ｍａ、Ｍｂでそれぞれフォーカスデマンド３１、ズームデマンド３２を握ったまま、モード切換スイッチ３４を切換えることができるので、フォーカス操作を中断することなく、所望のズーム位置でフォーカスの敏感度を切換えることが可能となる。なお、接続手段３３にはＬＤやＬＥＤによる光空間伝送や超音波等を使用してもよい。
【００４６】
図７は第３の実施例の構成図を示し、フォーカスの敏感度のモード切換スイッチ３５を足踏み型として、コネクタケーブル等の接続手段３６を介してフォーカスデマンド３１に接続されている。
【００４７】
この場合に図８では、カメラマンＭが足元に設けたモード切換スイッチ３５を足で操作して、モードを切換えている状態を示している。カメラマンＭが何れか一方の足Ｍｃを使ってモード切換スイッチ３５をオンすると、その情報は接続手段３６を介して制御回路２７に伝達され、制御回路２７は第１、第２の実施例と同様に、ロータリエンコーダ２３から発する回転角度信号のモードを変換し、回転ハンドル２２の回転角に対するフォーカスの敏感度を切換える。
【００４８】
このようにして、カメラマンＭは両手Ｍａ、Ｍｂによりそれぞれフォーカスデマンド３１、ズームデマンド３２を握ったまま、何れか一方の足Ｍｃを使って所望のズーム位置でモード切換スイッチ３５を切換えることができるので、フォーカス及びズーム操作を中断することなく、フォーカスの敏感度を切換えることが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るフォーカス操作装置は、フォーカス用回転操作手段の回転角を、制御手段によりフォーカスコントロール電圧に演算することにより、任意の位置で自在にフォーカスの敏感度を切換えたり再び元に戻すことができ、更に直線・曲線のモードの切換え時も任意の位置で切換えることができるので、フォーカス操作の自由度が増大する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の構成図である。
【図２】演算シーケンスのフローチャート図である。
【図３】パルスデータと基準データの変化量のグラフ図である。
【図４】基準データとフォーカスコントロールデータとの関係のグラフ図である。
【図５】第２の実施例の断面図である。
【図６】操作時の側面図である。
【図７】第３の実施例の断面図である。
【図８】操作時の側面図である。
【図９】従来例の断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】ハンドル回転角と出力電圧のグラフ図である。
【図１２】ハンドル回転角と出力電圧のグラフ図である。
【図１３】ハンドル回転角と出力電圧のグラフ図である。
【符号の説明】
１０、２２  回転ハンドル
１１、２３  ロータリエンコーダ
１２  カウンタ
１３  ＣＰＵ
１４  メモリ
１６  敏感度切換スイッチ
１７  直線・曲線モード切換スイッチ
２４、３４、３５  モード切換スイッチ
２５  ＬＥＤ
３１  フォーカスデマンド
３２  ズームデマンド
【図１】
0004072220.tif 000002
【図２】
0004072220.tif 000003
【図３】
0004072220.tif 000004
【図４】
0004072220.tif 000005
【図５】
0004072220.tif 000006
【図６】
0004072220.tif 000007
【図７】
0004072220.tif 000008
【図８】
0004072220.tif 000009
【図９】
0004072220.tif 000010
【図１０】
0004072220.tif 000011
【図１１】
0004072220.tif 000012
【図１２】
0004072220.tif 000013
【図１３】
0004072220.tif 000014