オートフォーカスレンズ装置
【課題】 ＡＦ機能備えながら操作性に優れたレンズ装置を提供する。またＡＦ機能を持たない既存の撮影レンズに対しても低コストでＡＦ機能を追加できるレンズ装置を提供する。
【解決手段】 ズームレンズＬとレンズを駆動する駆動部品を格納するドライブユニットＤから構成されるレンズ装置において、被写体光を用いて被写体との距離を測定する外部測定ユニット３１を、ドライブユニットＤの外部接続用コネクタ２３に着脱自在に設ける。ドライブユニットＤのＣＰＵ２１は、距離測定ユニット３１とその他の外部接続装置との接続を区別する接続判別手段３２を持ち、ＡＦスイッチ３４の操作に応じて、距離測定ユニット３１の検出結果に基づきズームレンズＬを合焦状態へ制御する。
【解決手段】 ズームレンズＬとレンズを駆動する駆動部品を格納するドライブユニットＤから構成されるレンズ装置において、被写体光を用いて被写体との距離を測定する外部測定ユニット３１を、ドライブユニットＤの外部接続用コネクタ２３に着脱自在に設ける。ドライブユニットＤのＣＰＵ２１は、距離測定ユニット３１とその他の外部接続装置との接続を区別する接続判別手段３２を持ち、ＡＦスイッチ３４の操作に応じて、距離測定ユニット３１の検出結果に基づきズームレンズＬを合焦状態へ制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮影装置に関し、特にテレビジョン撮影に用いられるテレビレンズに好適なレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用のビデオカメラでは広く普及しているオートフォーカス（ＡＦ）機能が、テレビ局で使用する放送用のテレビレンズに搭載されることは少ない。カメラマンは手動でフォーカスのピント合わせをしている。その理由はカメラマンの意図通りに正確にピント合わせを行うことが何よりも重要視されているからである。しかしテレビ映像のＨＤ化が進展するにつれて、被写界深度が浅い特徴を持つＨＤ用のテレビレンズを使用する機会が増え、ピント合わせに苦労するケースは少なくない。特にニュース取材等で使用される肩担ぎタイプのテレビレンズは、カメラのビューファインダの解像力が低いことに加え画面サイズが小さいため、正確なピント合わせが困難なケースも多い。テレビレンズに対するＡＦ機能への要求が高まる中で、ＡＦ機能を搭載した放送用テレビレンズが幾つか提案されている。
【０００３】
その中に撮像素子で得た映像情報を利用してピント検出をするコントラスト検出方法がある。山登り方式とも呼ばれるこの方式は、合焦光学系を微小に往復駆動（ウォブリング）して、所定のサンプリング間隔で撮像素子の映像信号から高周波成分を抽出する。高周波成分のレベル値がピークに達する時を合焦状態と判定する方式である。この方式は映像信号を用いて合焦状態を判定するために、温度環境や経時変化に影響を受けることなく、高い精度で合焦を得ることができる特徴を持つ。
【０００４】
また他のＡＦ方式として光路長差方式と呼ばれるＡＦ方式がある（特許文献１参照）。光路長差方式は撮影レンズ光学系の中にハーフミラー等の分岐光学系を設ける。被写体から入射した光がカメラ撮影用の撮像素子へ到達すると同時に、入射光の一部を分岐光学系によりピント検出用の光学系へ分岐する構造を持つ。ピント検出用の光学系へと分岐した光はさらに２つに分割し、２つのピント検出用の撮像素子にそれぞれ結像させる。この時ピント検出用の撮像素子の撮像面は、本線の撮影用撮像素子の撮像面に対して、１つは短い光路長に設定し、もう一方は等間隔に長い光路長に設定する。この２つのピント検出用の撮像素子が得るコントラスト信号を比較することで、被写体に対してピントが至近側かあるいは無限側かを判別してＡＦを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９６４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像素子の映像情報を利用してピント検出をするコントラスト検出方法をテレビレンズに採用すると次のような問題がある。放送用ズームレンズの合焦光学系はズーム光学系より被写体側に配置することが一般的であるが、大径で質量の重い合焦光学系を高速でウォブリングすることは現実的に不可能である。そこでズーム光学系より結像面側に配置される光学系の一部をウォブリングする構成が考えられるが、構造上従来と同じマニュアル操作性を維持することが難しい。また合焦光学系とズーム光学系を連動制御する必要があるために、高速でズーム操作をすると合焦光学系が追従できずにズーム中にピントずれが発生する。そのためズーム速度を制限する必要があり、テレビレンズの操作性が低下する問題点がある。プロのカメラマンがＡＦ機能を使用するケースは限られた撮影条件の時のみである。それゆえＡＦ機能を搭載することにより、これまでの操作性や使い勝手を犠牲にすることは好ましくない。
【０００７】
特許文献１記載の光路長差方式を利用したＡＦ方式は、合焦状態を検知するＡＦアダプターをテレビレンズとカメラの間に装着する形態である。しかし肩担ぎ用のポータブルテレビレンズにこのアダプターを装着すると、アダプターの形状が大きくて重いために、ポータブルカメラに必要な軽量性と機動性が失われる問題がある。ＡＦ機能を付加した時でも使い勝手の良いレンズが望まれる。ＡＦアダプターを取り外した時は従来と同じ使い勝手でテレビレンズが操作できる。しかしテレビレンズとカメラの間にＡＦアダプターを取り付ける構造のため、アダプター着脱の作業は簡単ではない。撮影現場におけるその時の状況に応じて迅速にＡＦアダプターが着脱できる利便性を持ち合わせてはいない。
【０００８】
また放送用テレビレンズの特徴の１つに製品寿命が長いことが挙げられる。製品が高額なこともあり、新しい撮影機材を購入することも簡単ではない。同じ撮影装置を長年使い続けるケースが多いのが現状である。それゆえ従来のテレビレンズに対してＡＦ機能やピントボケの表示手段が簡単に付加できる方法があれば、低コストで付加価値の高いテレビレンズを提供できることになる。
【０００９】
本発明は上記課題を克服するために考案されたものである。ＡＦ機能を持ちながら操作性や使い勝手に優れ、またＡＦ機能を持たない通常の撮影レンズに対しても低コストでＡＦ機能を付加することができるレンズ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明のレンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記撮影光学系の合焦状態を演算する演算手段と、合焦状態を表示する表示手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴としている。
【００１１】
さらに、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記撮影光学系の合焦を指示する指示手段と、前記指示手段の操作に応じて、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記フォーカスレンズを合焦状態へ制御する制御手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴としている。
【００１２】
さらに、前記レンズ装置は、前記撮影光学系を有するレンズ本体と、前記レンズ本体を制御する駆動手段と制御回路を格納するドライブユニットの２つから構成され、前記ドライブユニットは前記撮影光学系を遠隔から駆動指示するデマンド装置を含む外部機器と接続するコネクタを持ち、前記被写体距離検出手段は前記コネクタに対して着脱自在に装着する装着手段を備え、前記ドライブユニットは前記被写体距離検出手段と前記外部機器との接続を区別する接続判別手段を持つことを特徴としている。
【００１３】
さらに、前記被写体距離検出手段は、レンズ装置の任意の位置に固定するための固定手段とケーブルを有することを特徴としている。
【００１４】
さらに前記レンズ装置と、前記レンズ装置の前記撮影光学系が結像する撮像素子を有するカメラ装置とを備えた撮影装置としてシステム構成していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部測距センサをレンズ装置に対して着脱自在に設ける構造にすることにより、ＡＦ機能を持ちながら高いマニュアル操作性と使い勝手に優れたレンズ装置を提供することができる。またＡＦ機能を持たない通常のレンズ装置に対しても低コストでＡＦ機能を付加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による撮影装置の構成図
【図２】本発明による撮影装置の外観図
【図３】本発明による外部測距ユニットの接続図
【図４】本発明によるデマンド装置の接続図
【図５】本発明によるＡＦ処理のフローチャート
【図６】本発明によるカメラファインダーの表示図
【図７】本発明による外部測距ユニットの接続図
【図８】本発明による撮影装置の外観図
【図９】本発明による外部測距ユニット固定方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の一例を示した撮影装置を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。図１はニュース取材等のテレビ撮影に用いられるテレビ放送用の撮影装置のブロック図を表している。図中Ｌはズームレンズで、ズームレンズＬの近傍にはレンズを駆動する制御部品を格納するドライブユニットＤが配置され、ドライブユニットＤはズームレンズＬに対して着脱可能に固定している。ズームレンズＬとドライブユニットＤをあわせてレンズ装置を構成する。また図中ＣはズームレンズＬが集光した光を電子映像に変換するカメラ装置で、レンズ装置をカメラ装置Ｃに装着して撮影を行う。即ちズームレンズＣとドライブユニットＤとカメラ装置Ｃをあわせて撮影装置を構成している。
【００１９】
図１を用いてズームレンズの基本的な構成について説明し、その後に本発明の特徴的なＡＦ機能について詳しく説明する。図中１は合焦光学系でフォーカスリング２を手動および電動駆動して光軸方向にレンズを繰り出してフォーカスのピント合わせを行う。３は変倍光学系でバリエータ３ａとコンペンセータ３ｂで構成され、ズームリング４を手動および電動で回転操作してズーミングを行う。５は光量を調整する絞りで、アイリスリング６を手動および電動で回転操作して被写体映像の明るさを調整する。７は光線をアフォーカルにするためのリレーレンズ群。８は光軸上に挿入・退避が切換可能なエクステンダ−レンズ群で焦点距離を２倍あるいは等倍に切換える。９は結像レンズ群で被写体像をカメラ装置Ｃに配置したＣＣＤ１０に結像する。ＣＣＤ１０で電気信号へ変換した映像情報は映像信号処理回路１１でデジタルビデオ信号に変換し、ＣＰＵ１２の指示に従いビューファインダ１３に被写体映像を表示する。またビューファインダ１３には被写体映像だけでなく、カメラ装置Ｃの設定情報など、撮影に関わるキャラクタ情報も表示される。パターン生成部１４でビューファインダ１３に表示する表示パターンを生成し、ＣＰＵ１２の指示に基づいてビューファインダ１３へ表示する。
【００２０】
次にドライブユニットＤの構成について説明する。ズームレンズＬのフォーカス、ズーム、絞りは手動と電動の両方で調整することが可能である。電動時にはフォーカスリング２をフォーカスモータ１５で駆動し、フォーカス位置をエンコーダ１６で検出する。ズームを電動駆動する時には、図２に示したドライブユニットＤの外装面に設けたズーム操作部材５０を操作して、ズームリング４をズームモータ１７で駆動する。ズーム位置はエンコーダ１８で検出する。アイリスリング６はアイリスモータ１９で駆動し、アイリス位置をエンコーダ２０で検出する。各モータはＣＰＵ２１から出力される指令に基づき、制御回路２２でフィードバック制御する。ドライブユニットＤの外装面に設けた３つのコネクタ２３、２４、２５は外部接続機器と接続するためのコネクタである。撮影装置を肩に担いで撮影する場合、ドライブユニットＤは手のひらで掌握してレンズ装置を保持する。そのため図２に示すように３つのコネクタはドライブユニットＤを掌握した時に邪魔にならないようにドライブユニットＤの下側に配置している。ズームをレンズ装置から離れた位置から操作する時には、ズームデマンド２６のコネクタ２６ａをコネクタ２４に接続し、ズーム操作部２６ｂを操作する。同じくフォーカスを電動で操作する時には、フォーカスデマンド２７のコネクタ２７ａをコネクタ２３に接続し、フォーカス操作部２７ｂを操作する。ズームデマンド２６及びフォーカスデマンド２７は３つのコネクタ２３，２４，２５のいずれに接続しても構わない。またズームデマンド２６及びフォーカスデマンド２７と、ドライブユニットＤとの間の接続はアナログ接続とデジタル通信の両方の接続が可能で、使用するデマンドのタイプに応じて対応できる構造になっている。アナログタイプのデマンドと接続する時には２８，２９，３０で示したＡ／Ｄコンバータを介してレンズを駆動する指令信号をＣＰＵ２１に取り込み、制御回路２２で各モータを制御する。またＣＰＵ２１とカメラ装置ＣのＣＰＵ１２はシリアル通信していて、カメラのビューファインダ１３には図６（ａ）に示すようにＡＦエリア枠４３を表示する。このＡＦ枠はドライブユニットＤの外装面に配置したクロスキー３２を操作して動かすことができる。
【００２１】
次に本実施形態のオートフォーカス機能について説明する。３１は被写体までの距離を測定する外部測距ユニットである。外部測距ユニット３１は撮影レンズの光学系に入射する光を用いることなく被写体距離を求めるセンサユニットである。図１に例示した外部測距ユニット３１は、被写体からの受光信号を用いて被写体距離を求めるパッシブ型の外測位相検出方式を用いている。センサ部３１ａでは２分割された被写体からの光束を１組のラインセンサに受光する。信号処理部３１ｂではセンサ３１ａで出力した被写体像信号のずれ量から、三角測量方法により被写体距離を求める。ＣＰＵ３１ｃは信号処理部３１ｂに対して、被写体距離の測定に必要とされるセンサ３１ａの蓄積時間の指示や、どの被写体の距離を測定するかというエリア指定など、測定に関わる様々な条件を指示する。コネクタ３１ｄはドライブユニットＤのコネクタ２３，２４，２５に対して着脱自在であり、装着時にはセンサ３１ａがズームレンズＬの光軸と略平行となる向きに取り付く構造を持つ。コネクタ接続によりドライブユニットＤのＣＰＵ２１は、外部測距ユニット３１のＣＰＵ３１ｃとシリアル通信を行う。図２は外部測距ユニット３１をレンズ装置に装着する様子を表わしている。外部測距ユニット３１はドライブユニットＤの下側に取り付く構造のため、ドライブユニットＤを手のひらで掌握した時に邪魔になることはない。本実施例の外部測距ユニットはパッシブ型の外測位相差検出方式を例示したが、被写体に対して測距用の光を投光し、反射光を受光して被写体距離を求めるアクティブ方式の距離測定ユニットでも構わない。またパッシブ測距方式とアクティブ測距方式の２つを併用することも可能である。さらに超音波センサを用いて超音波の伝播速度から被写体までの距離を測定する方法を用いることもできる。外部測距ユニット３１は被写体距離の測定方式を限定するものではない。
【００２２】
ドライブユニットＤのコネクタ２３，２４，２５はレンズ装置を遠隔から制御するデマンドと外部測距ユニット３１の両方を装着することが可能である。そのためドライブユニットＤはどちらの外部装置が接続されたのかを判別する必要がある。図３はドライブユニットＤを外部測距ユニット３１と接続した状態を表わし、図４はドライブユニットＤとフォーカスデマンド２７を接続した状態を表わす。２つの図を用いてドライブユニットＤに接続した外部装置の判別方法を説明する。図３及び図４において図１と同じ番号で示した図は、同一の部位であるため説明は省略する。図３は外部測距センサ３１のコネクタ３１ｄをドライブユニットＤのコネクタ２３へ接続した様子を表わした図であり、特徴的な信号ラインについて説明する。Ｌ１は外部測距ユニット３１の信号処理部３１ｂからの被写体距離情報をアナログ信号でドライブユニットＤへ送る信号ラインで、Ａ／Ｄコンバータ２８を介してＣＰＵ２１へ取り込む。Ｌ２は２つのＣＰＵの間をシリアル通信する信号ラインで、ＣＰＵ２１から被写体距離の測定に必要とされるセンサ３１ａの蓄積時間の指示や、どの被写体の距離を測定するかというエリア指定など、被写体距離の測定に関わる様々な条件をＣＰＵ３１ｃへ指示している。Ｌ３はドライブユニットＤのコネクタ２３が接続される外部装置を判別する専用の信号ラインである。信号ラインＬ３の外部測距ユニット側はグランド３１ｅに接続し、反対にドライブユニットＤ側はプルアップ抵抗をかけて５Ｖ（図中４２）に接続する。即ち外部測距ユニット３１をデマンドＤに接続した時には信号ラインＬ３はグランドに落ち、外部測距ユニット３１が接続されていない時には５Ｖとなる。この他に外部測距ユニット３１にドライブユニットＤから電源を供給する図示しない電源ラインもある。図４はアナログタイプのフォーカスデマンド２７のコネクタ２７ａをドライブユニットＤのコネクタ２３へ接続した様子を表わしている。Ｌ４はフォーカス駆動を指示するアナログ信号をフォーカスデマンド２７からドライブユニットＤへ送る信号ラインである。フォーカスデマンド２７のフォーカス操作部２７ｂの操作に応じて、信号回路２７ｃから指令されるフォーカス指令信号は、Ａ／Ｄコンバータ２８を介してＣＰＵ２１へ取り込む。Ｌ３は図３で説明したように、コネクタ２３が接続される外部装置を判別する専用の信号ラインである。フォーカスデマンド２７をドライブユニットＤへ接続した時においても、信号ラインＬ３はフォーカスデマンド２７の信号回路２７ｃに接続されていないため開放状態となり、信号ラインＬ３の電圧は５Ｖとなる。これはズームデマンド２６を接続した時も同じである。即ちコネクタ２３の信号ラインＬ３の電圧がグランド時のみ外部測距ユニット３１が接続されていると判別している。外部接続装置の判別は図１の接続判別部３２がその役割を果たしており、コネクタ２３だけでなくコネクタ２４と２５についても同様に外部測距ユニットの接続の有無を判別する。このように専用の信号識別ラインを設けることで外部測距ユニット３１の識別が可能となるが、信号の識別ラインを設けることなく、シリアル通信を使用したコマンド送受により判別を行うことも可能である。
【００２３】
外部測距ユニット３１と、デマンドやパソコンなどの外部装置との接続を判別する方法は、前述した手法に限定するものではない。接続する相手が判別できれば如何なる方法でも構わない。
【００２４】
次に外部測距ユニット３１を用いた時にＣＰＵ２１が実行するＡＦ処理の流れについて図１，図５，図６を用いて説明する。図５のフローチャートのＳ１０１において、外部測距ユニット３１がドライブユニットＤのコネクタ２３，２４，２５に接続されているかを接続判別部３２で判別する。外部測距ユニット３１が接続されていると判別した時には、ＣＰＵ２１は外部測距ユニット３１に対して被写体距離の測定に関わる様々な測定条件を設定する。例えば、ドライブユニットＤのＣＰＵ２１はクロスキー３２が指定する合焦エリアを外部測距ユニット３１へ指示する。そのほか、ＣＰＵ２１は被写体距離の測定に必要とされるセンサ３１ａの蓄積時間など、被写体距離の測定に関わる設定を外部測距ユニット３１に対して行う。Ｓ１０３では外部測距ユニット３１の信号処理部３１ｂから得た被写体距離情報をＡ／Ｄコンバータ２８を介してドライブユニットＤのＣＰＵ２１へ取り込む。Ｓ１０４ではＣＰＵ２１が外部測距ユニット３１からの被写体距離情報とズームレンズＬのフォーカスエンコーダ１６が検知するフォーカス位置情報に基づいてフォーカスの合焦状態を演算する。次にＳ１０５では、Ｓ１０４で演算した合焦状態をカメラ装置Ｃのビューファインダ１３あるいは、ドライブユニットＤの外装面に設けた表示部３３へ表示する。ＣＰＵ２１はカメラ装置ＣのＣＰＵ１２へ合焦状態を示すコマンドをシリアル通信で送信する。カメラ装置Ｃのパターン生成部１４には、合焦状態を表示するためのキャラクタが事前に登録してあり、合焦状態に対応したキャラクタ文字をビューファインダ１３に表示する。例えば図６（ａ）はピントが合焦している状態、図６（ｂ）はピントが無限側にずれている場合、図６（ｃ）はピントが至近側にずれている状態を表わし、ぞれぞれの合焦状態に対応したキャラクタ文字４４，４５，４６を表示する。Ｓ１０６においてドライブユニットＤの外装面に設けたＡＦスイッチ３４が押されているかを判断し、押された時にはＳ１０７でＡＦ制御処理を行う。ＣＰＵ２１は合焦光学系１が合焦するために必要な移動量を計算し、フォーカスモータ１５を制御する。ＡＦスイッチ３４は押した１回だけＡＦ制御を処理するワンショットＡＦやスイッチ３４を押し続ける間ＡＦ処理を続けるモード、そして常にＡＦを機能させるフルタイムＡＦモードの３つのＡＦ処理モードをＡＦモード設定スイッチ３５で設定することができる。またＳ１０１でドライブユニットＤに外部測距ユニット３１が接続されていないと判別した時には、ＣＰＵ２１はＳ１０８でズームデマンド２６あるいはフォーカスデマンド２７の指令信号の有無を確認する。デマンドからの指令信号を確認した場合には、Ｓ１０９で指令信号に基づいてズームモータ１７あるいはフォーカスモータ１５を制御する。
【００２５】
なお、本実施例では外部測距ユニット３１からの被写体距離情報はアナログ値としてＡ／Ｄコンバータで読み込んでいるが、外部測距ユニット３１とドライブユニットＤの間でシリアルデータ通信を行っても良い。
【００２６】
また、ドライブユニットＤの３つのコネクタは、外部測距ユニット３１とズームデマンド２６、フォーカスデマンド２７を同時に取り付けることが可能である。外部測距ユニット３１を用いたＡＦと、フォーカスデマンド２７の操作が同時に操作された時に、どちらの指令を優先するかを決める必要がある。モード切換スイッチ３６はＡＦの指令とフォースデマンド操作が同時に発生した時に、指令の優先順位を設定するモード切換スイッチである。
【００２７】
本実施例で示したドライブユニットＤが持つ３つのコネクタ２３，２４，２５は、デマンドやパソコンなどの外部装置との接続用に従来から配置されたコネクタである。このコネクタに外部測距ユニット３１を接続可能にすることにより、別途専用のコネクタを設けてレンズ装置を大型化そしてコストアップすることなくＡＦ制御ができるメリットがある。また合焦状態を検知するセンサを撮影装置の内部ではなく、外部に設けているので着脱時の作業性に優れ、撮影状況に応じて迅速に着脱することができる。また外部測距ユニット３１の接続用コネクタをデマンド用コネクタと兼用するのではなく、専用のコネクタをドライブユニットＤの下側あるいは、被写体側の位置へ新たに設けることも当然可能である。
【００２８】
このように従来の放送用テレビレンズの光学系および機構系を変更することなく、外部測距ユニットを加えることにより、これまでのマニュアルリングの操作性や使い勝手を維持したまま、ＡＦ機能を付加することができる。プロのカメラマンは自分の意図通りにピント合わせを行うことを重視しているため、ＡＦ機能を使用するケースは限られた撮影条件の時のみである。本実施例は外部測距ユニット外している時はもちろん、装着した時の質量増加も少なく、ＡＦ機能を持ちながら高いレンズの操作性と使い勝手を備えている。
【００２９】
本実施例においては外部測距ユニット３１が検出する被写体距離情報に基づいて、ＡＦ制御する例を説明したが、肩担ぎ用のポータブルレンズ装置には、フォーカスモータ１５を内蔵していないケースも多い。そのような場合においても、カメラ装置のビューファインダやドライブユニットの表示部に合焦状態が表示されるので、表示内容を確認しながら手動でフォーカスリング２を操作してピント合わせが可能である。機動性が重視される肩担ぎタイプの撮影装置は軽量であることが求められるので、モータ駆動によるＡＦ制御ができなくても、合焦状態を確認しながら手動でフォーカス操作ができるメリットは大きい。
【００３０】
放送用に使用する撮影装置は製品寿命が長く、レンズ装置も長年使い続けるケースが多い。既存のレンズ装置に対してＡＦ機能が容易に付加できればそのメリットも大きい。ハード的にはドライブユニットＤが持つコネクタに、外部測距ユニット３１を取り付けることは可能であるが、レンズ装置のＡＦ制御や合焦状態を表示するには既存のソフトウェア処理を変更する必要がある。図１における３７はドライブユニットＤに内部にある基板上に設けたコネクタで、ドライブユニットＤのケースを開けて、図５のフローチャートで説明したＡＦ処理を含むソフトウェアをメモリ３８へインストールする。ソフトウェアをインストールする別の方法として、パソコン３９を用いる方法もある。外部接続用のコネクタ２４とパソコン３９のコネクタ３９ｂを接続し、パソコン３９ａからソフトウェアをメモリ３８へ記憶する。同様にカメラ装置Ｃに対しても、ビューファインダ１３へ合焦状態を表示するために、ドライブユニットＤとのシリアル通信処理を行う専用のソフトウェアをインストールする。このように本発明のシステム構成によれば、ＡＦ機能や合焦状態の表示手段が簡単に付加できるので既存の撮影装置を低コストで付加価値の高い撮影機材へ簡単に改造することができる。
【００３１】
本実施例で示したレンズ装置は肩担ぎタイプのポータブルレンズを例示したが、スタジオやフィールドで用いる箱型タイプのレンズ装置でも構わない。また外部測距ユニットはレンズ装置に取り付けるのではなく、カメラ装置に取り付けることも可能である。
【００３２】
以上説明したように、外部測距センサを撮影装置に対して着脱自在に設ける構造にすることにより、ＡＦ機能を持ちながら高いマニュアル操作性と使い勝手に優れた撮影装置を提供することができる。またＡＦ機能を持たない通常の撮影レンズに対しても低コストでＡＦ機能を付加することが可能となる。
【実施例２】
【００３３】
本発明の第２の実施例による撮影装置を図７〜図９に基づいて説明する。図の中で第１の実施例と同一記号の図は同じ部位を表しているので説明を省略する。図７は外部測距ユニット４０をドライブユニットＤへ接続した状態を表わしている。外部測距ユニット４０のコネクタ４０ｄはドライブユニットＤのコネクタ２３に接続している。図７における４０ａ，４０ｂ，４０ｃはそれぞれ図１における３１ａ，３１ｂ，３１ｃに相当するので説明は省略する。本実施例の特徴は、外部測距ユニット４０の測距センサ４０ａがドライブユニットＤのコネクタ近傍に装着されるのではなく、撮影装置の任意の場所へ取り付け可能な点である。４０ｅは測距ユニット４０を任意の位置へ配置するためのケーブルで、図８および図９ではではレンズフード４１に取り付けた様子を表わしている。４０ｆは測距ユニット４０をフード４１に取り付ける固定ネジで、フードに限らず如何なる場所にも固定することができる。また固定方法は固定ネジに限定されるものではなく、マジックテープ（登録商標）など撮影装置に固定が容易な方法であればどのような形でも構わない。外部測距ユニット４０を例えば図８に示すようにフードに固定することにより、測距位置を光軸に近づけてパララックスによる被写体距離の測定誤差を減少することができる。外部測距ユニット４０の設定場所によってはパララックスの影響が異なるので、必要に応じて図１に示したドライブユニットＤの表示部３３と設定用のクロスキー３２を用いて被写体距離の演算方法を補正する。実施例１と同様に、ＡＦ機能が不要な時には外部測距ユニット４０は簡単に取り外すことができる。
【００３４】
このように外部測距センサを撮影装置に対して着脱自在に設ける構造にすることにより、高いマニュアル操作性と使い勝手に優れたＡＦ機能付きの撮影装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ｌ ズームレンズ
Ｃ カメラ装置
Ｄ ドライブユニット
２１ ＣＰＵ
３１ 外部測距ユニット
２３ コネクタ
３２ 接続判別部
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮影装置に関し、特にテレビジョン撮影に用いられるテレビレンズに好適なレンズ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用のビデオカメラでは広く普及しているオートフォーカス（ＡＦ）機能が、テレビ局で使用する放送用のテレビレンズに搭載されることは少ない。カメラマンは手動でフォーカスのピント合わせをしている。その理由はカメラマンの意図通りに正確にピント合わせを行うことが何よりも重要視されているからである。しかしテレビ映像のＨＤ化が進展するにつれて、被写界深度が浅い特徴を持つＨＤ用のテレビレンズを使用する機会が増え、ピント合わせに苦労するケースは少なくない。特にニュース取材等で使用される肩担ぎタイプのテレビレンズは、カメラのビューファインダの解像力が低いことに加え画面サイズが小さいため、正確なピント合わせが困難なケースも多い。テレビレンズに対するＡＦ機能への要求が高まる中で、ＡＦ機能を搭載した放送用テレビレンズが幾つか提案されている。
【０００３】
その中に撮像素子で得た映像情報を利用してピント検出をするコントラスト検出方法がある。山登り方式とも呼ばれるこの方式は、合焦光学系を微小に往復駆動（ウォブリング）して、所定のサンプリング間隔で撮像素子の映像信号から高周波成分を抽出する。高周波成分のレベル値がピークに達する時を合焦状態と判定する方式である。この方式は映像信号を用いて合焦状態を判定するために、温度環境や経時変化に影響を受けることなく、高い精度で合焦を得ることができる特徴を持つ。
【０００４】
また他のＡＦ方式として光路長差方式と呼ばれるＡＦ方式がある（特許文献１参照）。光路長差方式は撮影レンズ光学系の中にハーフミラー等の分岐光学系を設ける。被写体から入射した光がカメラ撮影用の撮像素子へ到達すると同時に、入射光の一部を分岐光学系によりピント検出用の光学系へ分岐する構造を持つ。ピント検出用の光学系へと分岐した光はさらに２つに分割し、２つのピント検出用の撮像素子にそれぞれ結像させる。この時ピント検出用の撮像素子の撮像面は、本線の撮影用撮像素子の撮像面に対して、１つは短い光路長に設定し、もう一方は等間隔に長い光路長に設定する。この２つのピント検出用の撮像素子が得るコントラスト信号を比較することで、被写体に対してピントが至近側かあるいは無限側かを判別してＡＦを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２９６４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像素子の映像情報を利用してピント検出をするコントラスト検出方法をテレビレンズに採用すると次のような問題がある。放送用ズームレンズの合焦光学系はズーム光学系より被写体側に配置することが一般的であるが、大径で質量の重い合焦光学系を高速でウォブリングすることは現実的に不可能である。そこでズーム光学系より結像面側に配置される光学系の一部をウォブリングする構成が考えられるが、構造上従来と同じマニュアル操作性を維持することが難しい。また合焦光学系とズーム光学系を連動制御する必要があるために、高速でズーム操作をすると合焦光学系が追従できずにズーム中にピントずれが発生する。そのためズーム速度を制限する必要があり、テレビレンズの操作性が低下する問題点がある。プロのカメラマンがＡＦ機能を使用するケースは限られた撮影条件の時のみである。それゆえＡＦ機能を搭載することにより、これまでの操作性や使い勝手を犠牲にすることは好ましくない。
【０００７】
特許文献１記載の光路長差方式を利用したＡＦ方式は、合焦状態を検知するＡＦアダプターをテレビレンズとカメラの間に装着する形態である。しかし肩担ぎ用のポータブルテレビレンズにこのアダプターを装着すると、アダプターの形状が大きくて重いために、ポータブルカメラに必要な軽量性と機動性が失われる問題がある。ＡＦ機能を付加した時でも使い勝手の良いレンズが望まれる。ＡＦアダプターを取り外した時は従来と同じ使い勝手でテレビレンズが操作できる。しかしテレビレンズとカメラの間にＡＦアダプターを取り付ける構造のため、アダプター着脱の作業は簡単ではない。撮影現場におけるその時の状況に応じて迅速にＡＦアダプターが着脱できる利便性を持ち合わせてはいない。
【０００８】
また放送用テレビレンズの特徴の１つに製品寿命が長いことが挙げられる。製品が高額なこともあり、新しい撮影機材を購入することも簡単ではない。同じ撮影装置を長年使い続けるケースが多いのが現状である。それゆえ従来のテレビレンズに対してＡＦ機能やピントボケの表示手段が簡単に付加できる方法があれば、低コストで付加価値の高いテレビレンズを提供できることになる。
【０００９】
本発明は上記課題を克服するために考案されたものである。ＡＦ機能を持ちながら操作性や使い勝手に優れ、またＡＦ機能を持たない通常の撮影レンズに対しても低コストでＡＦ機能を付加することができるレンズ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明のレンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記撮影光学系の合焦状態を演算する演算手段と、合焦状態を表示する表示手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴としている。
【００１１】
さらに、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記撮影光学系の合焦を指示する指示手段と、前記指示手段の操作に応じて、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記フォーカスレンズを合焦状態へ制御する制御手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴としている。
【００１２】
さらに、前記レンズ装置は、前記撮影光学系を有するレンズ本体と、前記レンズ本体を制御する駆動手段と制御回路を格納するドライブユニットの２つから構成され、前記ドライブユニットは前記撮影光学系を遠隔から駆動指示するデマンド装置を含む外部機器と接続するコネクタを持ち、前記被写体距離検出手段は前記コネクタに対して着脱自在に装着する装着手段を備え、前記ドライブユニットは前記被写体距離検出手段と前記外部機器との接続を区別する接続判別手段を持つことを特徴としている。
【００１３】
さらに、前記被写体距離検出手段は、レンズ装置の任意の位置に固定するための固定手段とケーブルを有することを特徴としている。
【００１４】
さらに前記レンズ装置と、前記レンズ装置の前記撮影光学系が結像する撮像素子を有するカメラ装置とを備えた撮影装置としてシステム構成していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外部測距センサをレンズ装置に対して着脱自在に設ける構造にすることにより、ＡＦ機能を持ちながら高いマニュアル操作性と使い勝手に優れたレンズ装置を提供することができる。またＡＦ機能を持たない通常のレンズ装置に対しても低コストでＡＦ機能を付加することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による撮影装置の構成図
【図２】本発明による撮影装置の外観図
【図３】本発明による外部測距ユニットの接続図
【図４】本発明によるデマンド装置の接続図
【図５】本発明によるＡＦ処理のフローチャート
【図６】本発明によるカメラファインダーの表示図
【図７】本発明による外部測距ユニットの接続図
【図８】本発明による撮影装置の外観図
【図９】本発明による外部測距ユニット固定方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の一例を示した撮影装置を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。図１はニュース取材等のテレビ撮影に用いられるテレビ放送用の撮影装置のブロック図を表している。図中Ｌはズームレンズで、ズームレンズＬの近傍にはレンズを駆動する制御部品を格納するドライブユニットＤが配置され、ドライブユニットＤはズームレンズＬに対して着脱可能に固定している。ズームレンズＬとドライブユニットＤをあわせてレンズ装置を構成する。また図中ＣはズームレンズＬが集光した光を電子映像に変換するカメラ装置で、レンズ装置をカメラ装置Ｃに装着して撮影を行う。即ちズームレンズＣとドライブユニットＤとカメラ装置Ｃをあわせて撮影装置を構成している。
【００１９】
図１を用いてズームレンズの基本的な構成について説明し、その後に本発明の特徴的なＡＦ機能について詳しく説明する。図中１は合焦光学系でフォーカスリング２を手動および電動駆動して光軸方向にレンズを繰り出してフォーカスのピント合わせを行う。３は変倍光学系でバリエータ３ａとコンペンセータ３ｂで構成され、ズームリング４を手動および電動で回転操作してズーミングを行う。５は光量を調整する絞りで、アイリスリング６を手動および電動で回転操作して被写体映像の明るさを調整する。７は光線をアフォーカルにするためのリレーレンズ群。８は光軸上に挿入・退避が切換可能なエクステンダ−レンズ群で焦点距離を２倍あるいは等倍に切換える。９は結像レンズ群で被写体像をカメラ装置Ｃに配置したＣＣＤ１０に結像する。ＣＣＤ１０で電気信号へ変換した映像情報は映像信号処理回路１１でデジタルビデオ信号に変換し、ＣＰＵ１２の指示に従いビューファインダ１３に被写体映像を表示する。またビューファインダ１３には被写体映像だけでなく、カメラ装置Ｃの設定情報など、撮影に関わるキャラクタ情報も表示される。パターン生成部１４でビューファインダ１３に表示する表示パターンを生成し、ＣＰＵ１２の指示に基づいてビューファインダ１３へ表示する。
【００２０】
次にドライブユニットＤの構成について説明する。ズームレンズＬのフォーカス、ズーム、絞りは手動と電動の両方で調整することが可能である。電動時にはフォーカスリング２をフォーカスモータ１５で駆動し、フォーカス位置をエンコーダ１６で検出する。ズームを電動駆動する時には、図２に示したドライブユニットＤの外装面に設けたズーム操作部材５０を操作して、ズームリング４をズームモータ１７で駆動する。ズーム位置はエンコーダ１８で検出する。アイリスリング６はアイリスモータ１９で駆動し、アイリス位置をエンコーダ２０で検出する。各モータはＣＰＵ２１から出力される指令に基づき、制御回路２２でフィードバック制御する。ドライブユニットＤの外装面に設けた３つのコネクタ２３、２４、２５は外部接続機器と接続するためのコネクタである。撮影装置を肩に担いで撮影する場合、ドライブユニットＤは手のひらで掌握してレンズ装置を保持する。そのため図２に示すように３つのコネクタはドライブユニットＤを掌握した時に邪魔にならないようにドライブユニットＤの下側に配置している。ズームをレンズ装置から離れた位置から操作する時には、ズームデマンド２６のコネクタ２６ａをコネクタ２４に接続し、ズーム操作部２６ｂを操作する。同じくフォーカスを電動で操作する時には、フォーカスデマンド２７のコネクタ２７ａをコネクタ２３に接続し、フォーカス操作部２７ｂを操作する。ズームデマンド２６及びフォーカスデマンド２７は３つのコネクタ２３，２４，２５のいずれに接続しても構わない。またズームデマンド２６及びフォーカスデマンド２７と、ドライブユニットＤとの間の接続はアナログ接続とデジタル通信の両方の接続が可能で、使用するデマンドのタイプに応じて対応できる構造になっている。アナログタイプのデマンドと接続する時には２８，２９，３０で示したＡ／Ｄコンバータを介してレンズを駆動する指令信号をＣＰＵ２１に取り込み、制御回路２２で各モータを制御する。またＣＰＵ２１とカメラ装置ＣのＣＰＵ１２はシリアル通信していて、カメラのビューファインダ１３には図６（ａ）に示すようにＡＦエリア枠４３を表示する。このＡＦ枠はドライブユニットＤの外装面に配置したクロスキー３２を操作して動かすことができる。
【００２１】
次に本実施形態のオートフォーカス機能について説明する。３１は被写体までの距離を測定する外部測距ユニットである。外部測距ユニット３１は撮影レンズの光学系に入射する光を用いることなく被写体距離を求めるセンサユニットである。図１に例示した外部測距ユニット３１は、被写体からの受光信号を用いて被写体距離を求めるパッシブ型の外測位相検出方式を用いている。センサ部３１ａでは２分割された被写体からの光束を１組のラインセンサに受光する。信号処理部３１ｂではセンサ３１ａで出力した被写体像信号のずれ量から、三角測量方法により被写体距離を求める。ＣＰＵ３１ｃは信号処理部３１ｂに対して、被写体距離の測定に必要とされるセンサ３１ａの蓄積時間の指示や、どの被写体の距離を測定するかというエリア指定など、測定に関わる様々な条件を指示する。コネクタ３１ｄはドライブユニットＤのコネクタ２３，２４，２５に対して着脱自在であり、装着時にはセンサ３１ａがズームレンズＬの光軸と略平行となる向きに取り付く構造を持つ。コネクタ接続によりドライブユニットＤのＣＰＵ２１は、外部測距ユニット３１のＣＰＵ３１ｃとシリアル通信を行う。図２は外部測距ユニット３１をレンズ装置に装着する様子を表わしている。外部測距ユニット３１はドライブユニットＤの下側に取り付く構造のため、ドライブユニットＤを手のひらで掌握した時に邪魔になることはない。本実施例の外部測距ユニットはパッシブ型の外測位相差検出方式を例示したが、被写体に対して測距用の光を投光し、反射光を受光して被写体距離を求めるアクティブ方式の距離測定ユニットでも構わない。またパッシブ測距方式とアクティブ測距方式の２つを併用することも可能である。さらに超音波センサを用いて超音波の伝播速度から被写体までの距離を測定する方法を用いることもできる。外部測距ユニット３１は被写体距離の測定方式を限定するものではない。
【００２２】
ドライブユニットＤのコネクタ２３，２４，２５はレンズ装置を遠隔から制御するデマンドと外部測距ユニット３１の両方を装着することが可能である。そのためドライブユニットＤはどちらの外部装置が接続されたのかを判別する必要がある。図３はドライブユニットＤを外部測距ユニット３１と接続した状態を表わし、図４はドライブユニットＤとフォーカスデマンド２７を接続した状態を表わす。２つの図を用いてドライブユニットＤに接続した外部装置の判別方法を説明する。図３及び図４において図１と同じ番号で示した図は、同一の部位であるため説明は省略する。図３は外部測距センサ３１のコネクタ３１ｄをドライブユニットＤのコネクタ２３へ接続した様子を表わした図であり、特徴的な信号ラインについて説明する。Ｌ１は外部測距ユニット３１の信号処理部３１ｂからの被写体距離情報をアナログ信号でドライブユニットＤへ送る信号ラインで、Ａ／Ｄコンバータ２８を介してＣＰＵ２１へ取り込む。Ｌ２は２つのＣＰＵの間をシリアル通信する信号ラインで、ＣＰＵ２１から被写体距離の測定に必要とされるセンサ３１ａの蓄積時間の指示や、どの被写体の距離を測定するかというエリア指定など、被写体距離の測定に関わる様々な条件をＣＰＵ３１ｃへ指示している。Ｌ３はドライブユニットＤのコネクタ２３が接続される外部装置を判別する専用の信号ラインである。信号ラインＬ３の外部測距ユニット側はグランド３１ｅに接続し、反対にドライブユニットＤ側はプルアップ抵抗をかけて５Ｖ（図中４２）に接続する。即ち外部測距ユニット３１をデマンドＤに接続した時には信号ラインＬ３はグランドに落ち、外部測距ユニット３１が接続されていない時には５Ｖとなる。この他に外部測距ユニット３１にドライブユニットＤから電源を供給する図示しない電源ラインもある。図４はアナログタイプのフォーカスデマンド２７のコネクタ２７ａをドライブユニットＤのコネクタ２３へ接続した様子を表わしている。Ｌ４はフォーカス駆動を指示するアナログ信号をフォーカスデマンド２７からドライブユニットＤへ送る信号ラインである。フォーカスデマンド２７のフォーカス操作部２７ｂの操作に応じて、信号回路２７ｃから指令されるフォーカス指令信号は、Ａ／Ｄコンバータ２８を介してＣＰＵ２１へ取り込む。Ｌ３は図３で説明したように、コネクタ２３が接続される外部装置を判別する専用の信号ラインである。フォーカスデマンド２７をドライブユニットＤへ接続した時においても、信号ラインＬ３はフォーカスデマンド２７の信号回路２７ｃに接続されていないため開放状態となり、信号ラインＬ３の電圧は５Ｖとなる。これはズームデマンド２６を接続した時も同じである。即ちコネクタ２３の信号ラインＬ３の電圧がグランド時のみ外部測距ユニット３１が接続されていると判別している。外部接続装置の判別は図１の接続判別部３２がその役割を果たしており、コネクタ２３だけでなくコネクタ２４と２５についても同様に外部測距ユニットの接続の有無を判別する。このように専用の信号識別ラインを設けることで外部測距ユニット３１の識別が可能となるが、信号の識別ラインを設けることなく、シリアル通信を使用したコマンド送受により判別を行うことも可能である。
【００２３】
外部測距ユニット３１と、デマンドやパソコンなどの外部装置との接続を判別する方法は、前述した手法に限定するものではない。接続する相手が判別できれば如何なる方法でも構わない。
【００２４】
次に外部測距ユニット３１を用いた時にＣＰＵ２１が実行するＡＦ処理の流れについて図１，図５，図６を用いて説明する。図５のフローチャートのＳ１０１において、外部測距ユニット３１がドライブユニットＤのコネクタ２３，２４，２５に接続されているかを接続判別部３２で判別する。外部測距ユニット３１が接続されていると判別した時には、ＣＰＵ２１は外部測距ユニット３１に対して被写体距離の測定に関わる様々な測定条件を設定する。例えば、ドライブユニットＤのＣＰＵ２１はクロスキー３２が指定する合焦エリアを外部測距ユニット３１へ指示する。そのほか、ＣＰＵ２１は被写体距離の測定に必要とされるセンサ３１ａの蓄積時間など、被写体距離の測定に関わる設定を外部測距ユニット３１に対して行う。Ｓ１０３では外部測距ユニット３１の信号処理部３１ｂから得た被写体距離情報をＡ／Ｄコンバータ２８を介してドライブユニットＤのＣＰＵ２１へ取り込む。Ｓ１０４ではＣＰＵ２１が外部測距ユニット３１からの被写体距離情報とズームレンズＬのフォーカスエンコーダ１６が検知するフォーカス位置情報に基づいてフォーカスの合焦状態を演算する。次にＳ１０５では、Ｓ１０４で演算した合焦状態をカメラ装置Ｃのビューファインダ１３あるいは、ドライブユニットＤの外装面に設けた表示部３３へ表示する。ＣＰＵ２１はカメラ装置ＣのＣＰＵ１２へ合焦状態を示すコマンドをシリアル通信で送信する。カメラ装置Ｃのパターン生成部１４には、合焦状態を表示するためのキャラクタが事前に登録してあり、合焦状態に対応したキャラクタ文字をビューファインダ１３に表示する。例えば図６（ａ）はピントが合焦している状態、図６（ｂ）はピントが無限側にずれている場合、図６（ｃ）はピントが至近側にずれている状態を表わし、ぞれぞれの合焦状態に対応したキャラクタ文字４４，４５，４６を表示する。Ｓ１０６においてドライブユニットＤの外装面に設けたＡＦスイッチ３４が押されているかを判断し、押された時にはＳ１０７でＡＦ制御処理を行う。ＣＰＵ２１は合焦光学系１が合焦するために必要な移動量を計算し、フォーカスモータ１５を制御する。ＡＦスイッチ３４は押した１回だけＡＦ制御を処理するワンショットＡＦやスイッチ３４を押し続ける間ＡＦ処理を続けるモード、そして常にＡＦを機能させるフルタイムＡＦモードの３つのＡＦ処理モードをＡＦモード設定スイッチ３５で設定することができる。またＳ１０１でドライブユニットＤに外部測距ユニット３１が接続されていないと判別した時には、ＣＰＵ２１はＳ１０８でズームデマンド２６あるいはフォーカスデマンド２７の指令信号の有無を確認する。デマンドからの指令信号を確認した場合には、Ｓ１０９で指令信号に基づいてズームモータ１７あるいはフォーカスモータ１５を制御する。
【００２５】
なお、本実施例では外部測距ユニット３１からの被写体距離情報はアナログ値としてＡ／Ｄコンバータで読み込んでいるが、外部測距ユニット３１とドライブユニットＤの間でシリアルデータ通信を行っても良い。
【００２６】
また、ドライブユニットＤの３つのコネクタは、外部測距ユニット３１とズームデマンド２６、フォーカスデマンド２７を同時に取り付けることが可能である。外部測距ユニット３１を用いたＡＦと、フォーカスデマンド２７の操作が同時に操作された時に、どちらの指令を優先するかを決める必要がある。モード切換スイッチ３６はＡＦの指令とフォースデマンド操作が同時に発生した時に、指令の優先順位を設定するモード切換スイッチである。
【００２７】
本実施例で示したドライブユニットＤが持つ３つのコネクタ２３，２４，２５は、デマンドやパソコンなどの外部装置との接続用に従来から配置されたコネクタである。このコネクタに外部測距ユニット３１を接続可能にすることにより、別途専用のコネクタを設けてレンズ装置を大型化そしてコストアップすることなくＡＦ制御ができるメリットがある。また合焦状態を検知するセンサを撮影装置の内部ではなく、外部に設けているので着脱時の作業性に優れ、撮影状況に応じて迅速に着脱することができる。また外部測距ユニット３１の接続用コネクタをデマンド用コネクタと兼用するのではなく、専用のコネクタをドライブユニットＤの下側あるいは、被写体側の位置へ新たに設けることも当然可能である。
【００２８】
このように従来の放送用テレビレンズの光学系および機構系を変更することなく、外部測距ユニットを加えることにより、これまでのマニュアルリングの操作性や使い勝手を維持したまま、ＡＦ機能を付加することができる。プロのカメラマンは自分の意図通りにピント合わせを行うことを重視しているため、ＡＦ機能を使用するケースは限られた撮影条件の時のみである。本実施例は外部測距ユニット外している時はもちろん、装着した時の質量増加も少なく、ＡＦ機能を持ちながら高いレンズの操作性と使い勝手を備えている。
【００２９】
本実施例においては外部測距ユニット３１が検出する被写体距離情報に基づいて、ＡＦ制御する例を説明したが、肩担ぎ用のポータブルレンズ装置には、フォーカスモータ１５を内蔵していないケースも多い。そのような場合においても、カメラ装置のビューファインダやドライブユニットの表示部に合焦状態が表示されるので、表示内容を確認しながら手動でフォーカスリング２を操作してピント合わせが可能である。機動性が重視される肩担ぎタイプの撮影装置は軽量であることが求められるので、モータ駆動によるＡＦ制御ができなくても、合焦状態を確認しながら手動でフォーカス操作ができるメリットは大きい。
【００３０】
放送用に使用する撮影装置は製品寿命が長く、レンズ装置も長年使い続けるケースが多い。既存のレンズ装置に対してＡＦ機能が容易に付加できればそのメリットも大きい。ハード的にはドライブユニットＤが持つコネクタに、外部測距ユニット３１を取り付けることは可能であるが、レンズ装置のＡＦ制御や合焦状態を表示するには既存のソフトウェア処理を変更する必要がある。図１における３７はドライブユニットＤに内部にある基板上に設けたコネクタで、ドライブユニットＤのケースを開けて、図５のフローチャートで説明したＡＦ処理を含むソフトウェアをメモリ３８へインストールする。ソフトウェアをインストールする別の方法として、パソコン３９を用いる方法もある。外部接続用のコネクタ２４とパソコン３９のコネクタ３９ｂを接続し、パソコン３９ａからソフトウェアをメモリ３８へ記憶する。同様にカメラ装置Ｃに対しても、ビューファインダ１３へ合焦状態を表示するために、ドライブユニットＤとのシリアル通信処理を行う専用のソフトウェアをインストールする。このように本発明のシステム構成によれば、ＡＦ機能や合焦状態の表示手段が簡単に付加できるので既存の撮影装置を低コストで付加価値の高い撮影機材へ簡単に改造することができる。
【００３１】
本実施例で示したレンズ装置は肩担ぎタイプのポータブルレンズを例示したが、スタジオやフィールドで用いる箱型タイプのレンズ装置でも構わない。また外部測距ユニットはレンズ装置に取り付けるのではなく、カメラ装置に取り付けることも可能である。
【００３２】
以上説明したように、外部測距センサを撮影装置に対して着脱自在に設ける構造にすることにより、ＡＦ機能を持ちながら高いマニュアル操作性と使い勝手に優れた撮影装置を提供することができる。またＡＦ機能を持たない通常の撮影レンズに対しても低コストでＡＦ機能を付加することが可能となる。
【実施例２】
【００３３】
本発明の第２の実施例による撮影装置を図７〜図９に基づいて説明する。図の中で第１の実施例と同一記号の図は同じ部位を表しているので説明を省略する。図７は外部測距ユニット４０をドライブユニットＤへ接続した状態を表わしている。外部測距ユニット４０のコネクタ４０ｄはドライブユニットＤのコネクタ２３に接続している。図７における４０ａ，４０ｂ，４０ｃはそれぞれ図１における３１ａ，３１ｂ，３１ｃに相当するので説明は省略する。本実施例の特徴は、外部測距ユニット４０の測距センサ４０ａがドライブユニットＤのコネクタ近傍に装着されるのではなく、撮影装置の任意の場所へ取り付け可能な点である。４０ｅは測距ユニット４０を任意の位置へ配置するためのケーブルで、図８および図９ではではレンズフード４１に取り付けた様子を表わしている。４０ｆは測距ユニット４０をフード４１に取り付ける固定ネジで、フードに限らず如何なる場所にも固定することができる。また固定方法は固定ネジに限定されるものではなく、マジックテープ（登録商標）など撮影装置に固定が容易な方法であればどのような形でも構わない。外部測距ユニット４０を例えば図８に示すようにフードに固定することにより、測距位置を光軸に近づけてパララックスによる被写体距離の測定誤差を減少することができる。外部測距ユニット４０の設定場所によってはパララックスの影響が異なるので、必要に応じて図１に示したドライブユニットＤの表示部３３と設定用のクロスキー３２を用いて被写体距離の演算方法を補正する。実施例１と同様に、ＡＦ機能が不要な時には外部測距ユニット４０は簡単に取り外すことができる。
【００３４】
このように外部測距センサを撮影装置に対して着脱自在に設ける構造にすることにより、高いマニュアル操作性と使い勝手に優れたＡＦ機能付きの撮影装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ｌ ズームレンズ
Ｃ カメラ装置
Ｄ ドライブユニット
２１ ＣＰＵ
３１ 外部測距ユニット
２３ コネクタ
３２ 接続判別部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記撮影光学系の合焦状態を演算する演算手段と、合焦状態を表示する表示手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記撮影光学系の合焦を指示する指示手段と、前記指示手段の操作に応じて、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記フォーカスレンズを合焦状態へ制御する制御手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
前記レンズ装置は、前記撮影光学系を有するレンズ本体と、前記レンズ本体を制御する駆動手段と制御回路を格納するドライブユニットの２つから構成され、前記ドライブユニットは前記撮影光学系を遠隔から駆動指示するデマンド装置を含む外部機器と接続するコネクタを持ち、前記被写体距離検出手段は前記コネクタに対して着脱自在に装着する装着手段を備え、前記ドライブユニットは前記被写体距離検出手段と前記外部機器との接続を区別する接続判別手段を持つことを特徴とする請求項１〜２記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記被写体距離検出手段は、レンズ装置の任意の位置に固定するための固定手段とケーブルを有することを特徴とする請求項１〜３記載のレンズ装置
【請求項５】
請求項１〜４記載の前記レンズ装置と、前記レンズ装置の前記撮影光学系が結像する撮像素子を有するカメラ装置とを備えた撮影装置。
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記撮影光学系の合焦状態を演算する演算手段と、合焦状態を表示する表示手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を有するレンズ装置において、前記撮影光学系に入射する光とは異なる被写体光を用いて被写体とレンズ装置との距離を検出する被写体距離検出手段と、前記撮影光学系の合焦を指示する指示手段と、前記指示手段の操作に応じて、前記被写体距離検出手段の検出結果に基づき前記フォーカスレンズを合焦状態へ制御する制御手段を備え、前記被写体距離検出手段は前記レンズ装置に対して着脱自在に装着する装着手段を持つことを特徴とするレンズ装置。
【請求項３】
前記レンズ装置は、前記撮影光学系を有するレンズ本体と、前記レンズ本体を制御する駆動手段と制御回路を格納するドライブユニットの２つから構成され、前記ドライブユニットは前記撮影光学系を遠隔から駆動指示するデマンド装置を含む外部機器と接続するコネクタを持ち、前記被写体距離検出手段は前記コネクタに対して着脱自在に装着する装着手段を備え、前記ドライブユニットは前記被写体距離検出手段と前記外部機器との接続を区別する接続判別手段を持つことを特徴とする請求項１〜２記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記被写体距離検出手段は、レンズ装置の任意の位置に固定するための固定手段とケーブルを有することを特徴とする請求項１〜３記載のレンズ装置
【請求項５】
請求項１〜４記載の前記レンズ装置と、前記レンズ装置の前記撮影光学系が結像する撮像素子を有するカメラ装置とを備えた撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７５９６５（Ｐ２０１１−７５９６５Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２９２４６（Ｐ２００９−２２９２４６）
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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