JP2004205625A - Lens system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ装置に係り、特にランピングによる不具合や画面の周辺光量が中心部より低下することに起因するポートホール等の不具合を軽減するレンズ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
テレビカメラ用又はテレビカメラ用に限らず一般に、撮影レンズを絞り開放で使用している際にズームをテレ側に変化させるとテレ端近傍で明るさが急激に低下する現象が知られている。この現象は一般にランピングと呼ばれている。従来、絞り制御において、絞りに対する指示値が絞り開放時におけるレンズのFナンバーよりも明るくするものである場合には、実際の明るさに影響を与えない値まで絞りを絞り込んで光学性能を向上させるようにしたランピング補正が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
また、撮影レンズにより結像された画像は、中心部に比べて周辺光量が低下し、画面の周辺部分が中心部よりも暗くなるのが一般的である。尚、周辺光量比という場合には、画面中心部の明るさに対する周辺部分の明るさの比を表す。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−271835号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のランピング現象や周辺光量が低下する現象は、当然生じない方が望ましいが、レンズの大きさ、重量等の制約からレンズ設計上避けることは難しい。また、上述のランピング補正はランピング現象自体をなくすものではない。
【0006】
しかしながら、ランピング現象の場合、テレ端近傍の画面がワイド側より暗くなることよりも急激に画面が暗くなることの方が違和感や不自然さを生じさせる大きな要因となっている。また、周辺光量が低下する現象の場合、周辺部の光量が中心部より低くなることよりも、絞り開放時に周辺光量比が焦点距離によって大きく変化するため、ズーム操作したときに画面の周辺部と中央部との明暗により形成された円形模様が動く(拡縮する)ことの方が違和感や不自然さを生じさせる要因となっている。
【0007】
従って、ランピング現象や周辺光量が低下する現象自体は解消できないとしても、上述のように違和感や不自然さを生じさせる現象を軽減することが重要と考えられる。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みたもので、ズーム操作時において、テレ端付近での急激な光量低下を低減すると共に、ポートホールを低減することができるレンズ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【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、焦点距離と絞りの変更が可能な光学系を備え、前記絞りの開放時に前記焦点距離が所定値より長くなると前記光学系のFナンバーが低下するランピング特性を有するレンズ装置において、前記焦点距離が前記所定値より短い範囲の値を絞込み開始値として焦点距離が該絞込み開始値より長くなる範囲において、前記絞りの開放が指示された場合の前記絞りの上限開口量を焦点距離が長くなるほど減少させると共に、焦点距離が変更された際に前記絞りの開口量が前記上限開口量を超えないように前記絞りを制御する絞り制御手段を備えたことを特徴としている。
【0010】
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、前記絞り制御手段による制御を有効又は無効に切り替える切替手段を備えたことを特徴としている。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明のおいて、焦点距離に対する前記上限開口量が所望の値となるように設定する設定手段を備えたことを特徴としている。
【0012】
本発明によれば、絞り開放時に焦点距離が絞込み開始値より長くなると絞りを制御して絞りを絞り込むことによって所望のランピング特性を擬似的に作り出すようにしたため、ズーム操作時において、撮影レンズ本来のランピング特性によりテレ端付近で急激に画面の明るさが低下するという現象やポートホールによる違和感や不自然さを軽減することができる。
【0013】
【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装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0014】
図1は、本発明が適用されるテレビカメラ用のレンズ装置における光学系(撮影レンズ)の概略構成図である。同図に示すように撮影レンズは、フォーカスレンズ(群)FL、バリエータレンズ(群)VL及びコンペンセータレンズ(群)CLとからなるズームレンズ(群)ZL、絞りI、リレーレンズ(群)RL等の光学部材により構成される。フォーカスレンズFL、ズームレンズZLは光軸方向に移動可能に配置されており、例えば、連結されたモータによって駆動されるようになっている。また、絞りIも、例えば、連結されたモータによって駆動され、開口量が変更されるようになっている。尚、バリエータレンズVLとコンペンセータレンズCLとは所定の位置関係をもって移動するため、これらレンズを一体としてズームレンズZLとしている。また、本発明の適用上、フォーカスレンズFLやズームレンズZLはマニュアル操作力によって駆動される場合であってもよい。
【0015】
上記撮影レンズにより結像された被写体像は、テレビカメラ本体の撮像素子(CCD)10によって光電変換され、所定の信号処理回路12によって所要の信号処理が施される。これによって、信号処理回路12から映像表示用として所定規格(例えば、NTSC方式)の映像信号が外部出力等されるようになっている。
【0016】
図2は、本発明が適用されるレンズ装置における制御系の概略構成を示したブロック図である。尚、本発明と関連する構成部のみを示す。同図に示すようにレンズ装置の制御系にはマイコン20が配設されており、そのマイコン20には絞りIについての設定すべき目標位置を指令するアイリス制御信号がカメラ本体等から与えられるようになっている。また、例えば、マイコン20にはレンズ装置にケーブル等で接続されたズームデマンド(コントローラ)からズーム(ズームレンズZL)についての設定すべき目標位置又は目標速度を指令するズーム制御信号が与えられるようになっている。尚、Fナンバーや開口量などの絞りIの状態を表す量を本明細書では「位置」と表現する。
【0017】
マイコン20は、カメラ本体やコントローラ等から与えられた上記アイリス制御信号やズーム制御信号に従って絞りIやズームレンズZLの位置や動作速度をサーボ制御する。
【0018】
同図に示すように絞りIは、アイリス駆動モータIMに連結されており、アイリス駆動モータIMは、マイコン20からアイリス駆動回路IDに出力される制御信号により指示された回転速度で駆動されるようになっている。また、絞りIの現在位置を示すアイリス位置信号がアイリス位置検出器IPからマイコン20に与えられるようになっている。マイコン20は、アイリス駆動回路IDに出力する制御信号により、絞りIの現在位置と、カメラ本体等からのアイリス制御信号により指令された目標位置とが一致するようにアイリス駆動モータIMを駆動する。例えば、絞りIの現在位置と目標位置との差に応じた回転速度でアイリス駆動モータIMを駆動する。これにより、絞りIがアイリス制御信号により指令された目標位置に設定される。
【0019】
詳細は省略するがズームレンズZLも絞りIと同様に、ズーム駆動モータZMに連結されており、ズーム駆動モータZMは、マイコン20からズーム駆動回路ZDに出力される制御信号により指示された回転速度で駆動されるようになっている。また、ズームレンズZLの現在位置を示すズーム位置信号がズーム位置検出器ZPからマイコン20に与えられるようになっている。マイコン20は、ズーム駆動回路ZDに出力する制御信号により、ズームレンズZLの状態がズームデマンド等からのズーム制御信号により指令された目標速度又は目標位置となるようにズーム駆動モータZMを駆動する。
【0020】
レンズ装置、ズームデマンド等のコントローラ、又は、カメラ本体には詳細を後述する強制ランピングの処理をオンにするかオフにするかを操作者が選択する強制ランピングON/OFFスイッチ22が設けられている。その強制ランピングON/OFFスイッチ22によって選択されたオン/オフ状態はオン/オフ信号としてマイコン20に読み取られる。マイコン20は、強制ランピングON/OFFスイッチ22がオンに設定されているときのみ強制ランピングの処理を実行する。
【0021】
ここで、強制ランピングについて説明すると、強制ランピングは、撮影レンズの焦点距離が所定値より長くなると、絞りIを強制的に絞り込む処理である。撮影レンズ本来の光学特性では、焦点距離と絞り開放時におけるFナンバー(開放Fナンバー)との関係は図3のグラフのように表される。これによれば、焦点距離がテレ端に近い所定値P(例えば100mm程度)より小さい値に設定されている場合には、開放Fナンバーは一定値Fnomax(例えば1.7程度)を示す。一方、焦点距離が所定値Pより長くなると、絞りIを開放にしていても他の要素によって入射光束が制限され、グラフの傾斜部分▲1▼で示すように焦点距離が長くなるほど開放Fナンバーが増加していく。このように傾斜部分▲1▼で示される特性はランピング特性と呼ばれている。
【0022】
これに対して、強制ランピングの処理では、あたかも図4のグラフの傾斜部分▲2▼のようなランピング特性を示すかのように絞りIを制御する。即ち、カメラ本体等からのアイリス制御信号により絞りIを開放にする指示値が与えられた場合であっても、焦点距離が所定値FzDropPointより長くなると、傾斜部分▲2▼のFナンバーを示すように絞りIの開口量を絞り開放時よりも小さい値(上限開放値)に制限する。言い換えれば、絞り開放時における絞り位置を示す値を開放値というものとすると、焦点距離が所定値FzDropPointより短い場合には開放値を一定値Fnomaxとし、焦点距離が所定値FzDropPointより長い場合には焦点距離に応じて開放値を傾斜部分▲2▼のFナンバーを示すような絞り位置の変更する。開放値は制御上、それ以上絞り位置を開口する方向に変更できない絞り開放時の値(絞りの開口量に対して変更が許容される限界を示す上限開口量での絞り位置の値)を意味し、絞り位置が開放値よりも開口した位置となるような場合には、マイコン20の絞り制御により絞り位置が開放値となるまで絞り込まれる。従って、焦点距離に応じて開放値を前述のように変更し、その開放値に従って絞り位置を制御することにより、あたかも傾斜部分▲2▼に示したランピング特性を有するかのような撮影レンズとなる。これによって本来のランピング特性に比べてFナンバーが緩やかに変化するランピング特性が得られるようになる。尚、絞り位置を示す値をFナンバー(ランピング特性を考慮しない場合のFナンバー)で対応付けると図4に示す値FnoDropmaxは、焦点距離が最大値となるときの開放値を示す。
【0023】
このような強制ランピングにより以下の効果が得られる。まず、図3、図4の傾斜部分▲1▼に示した撮影レンズ本来のランピング特性の場合、絞り開放の状態でズーム操作を行い、焦点距離をワイド側からテレ端まで変化させたとすると、急激に開放Fナンバーが増加する。このため画面の明るさが急激に暗くなるという違和感や不自然さが目立つ。これに対して強制ランピングの処理を行い、図4の傾斜部分▲2▼に示したランピング特性に変更した場合、絞り開放の状態でズーム操作を行い、焦点距離をワイド側からテレ端まで変化させたとしても、開放Fナンバーが緩やかに変化するため画面の明るさも急激に暗くなることがなく、撮影レンズ本来のランピング特性で生じていた違和感や不自然さが軽減される。
【0024】
また、異なる効果としてポートホール軽減の効果がある。ポートホールは、画面中心部に対する周辺部の光量の割合(周辺光量比)が焦点距離の変化によって大きく変化することに起因する。図5、図6に、それぞれ焦点距離がワイド側とテレ側に設定されている場合において、中心部の光量を100パーセントとして画面周辺部の光量比をパーセントで表したグラフを示す。これらのグラフから分かるように絞り開放時(絞り本来の開放時)には、それぞれのグラフ面上の実線の曲線で示すようにワイド側とテレ側の場合とで周辺光量比の特性が大きく異なる。このためポートホールが画面上顕著に現れる。これに対して、絞りを絞ると、それぞれのグラフ面上の鎖線で示すように中心部と周辺部の光量の差が少なくなり、ワイド側とテレ側の場合を比較しても周辺光量比の特性の差が少なくなる。
【0025】
このことから、強制ランピングの処理を行うと、絞り開放時でも焦点距離の広範囲に渡って絞りがある程度絞られるためポートホールが画面上認識されない程度に軽減されるようになる。
【0026】
ところで、強制ランピングの処理に必要なデータ、即ち、強制ランピングの処理において焦点距離に応じた開放値を求めるのに必要なデータは、図2に示したメモリ24に事前に記憶されており、マイコン20はメモリ24からそのデータを読み出して強制ランピングの処理を実行する。例えば、その焦点距離に応じた開放値を求めるのに必要なデータとして、図4に示したように絞り込みを開始する焦点距離の値FzDropPointや最大焦点距離における開放値FnoDropmaxがあり、これらのデータをメモリ24に記憶しておき、それらを読み出すことで焦点距離に応じた開放値を求めることができる。尚、最大焦点距離における開放値FnoDropmaxのデータの代わりに、例えば、最大焦点距離において絞りIを真の開放値から開放値FnoDropmaxまで絞り込む割合を示すデータをメモリ24に記憶してもよく、焦点距離に応じた開放値を求めることができるデータであればメモリ24に記憶するデータは上述のデータ以外であってもよい。また、強制ランピングによるランピング特性は図4の傾斜部分▲2▼で示したような直線でなく、曲線でもよく、ランピング特性として直線以外の関係式を許容する場合等にその関係式に関するデータもメモリ24に記憶しておくようにしてもよい。但し、本実施の形態ではランピング特性は直線のみで表されるものとし、ランピング特性の関係式に関するデータはメモリ24から参照しないものとする。
【0027】
また、図2に示すようにレンズ装置にはパソコン等の外部機器とのインターフェース26(RS−232CやUSB等)が設けられており、強制ランピングの処理に必要な上記データの作成等をパソコン等の外部機器で行い、そのデータをインターフェース26を通じてマイコン20に送信してメモリ24に記憶させることもできるようになっている。これによって、強制ランピングによるランピング特性の効き具合をユーザが任意に設定変更することもできる。
【0028】
尚、メモリ24に複数の異なるランピング特性を奏する上記強制ランピングのデータを記憶させておくようにし、所定の選択手段によって所望のランピング特性を選択すると、その選択したランピング特性に関するデータをメモリ24から読み出して強制ランピングの処理を実行するようにしてもよい。
【0029】
次に、マイコン20の絞り制御の処理手順について、図7、図8のフローチャートを用いて説明する。まず、図7の絞り制御のメイン処理において、マイコン20、アイリスコントロール信号処理を行い、絞りの目標位置を示す値ICamCtrlを設定する(ステップS10)。このアイリスコントロール信号処理の詳細は図8のフローチャートを用いて後述する。
【0030】
続いて、マイコン20はアイリス位置検出器IPから絞りIの現在位置を示すアイリス位置信号の値IPosiDataを読み込む(ステップS12)。次にアイリス駆動モータIMの回転速度を示す指令値をIDataOutとして、まず次式、
【0031】
【数1】
IDataOut = IPosiData − ICamCtrl
を算出する(ステップS14)。更に、所定のゲインGainをこれに掛けた値、即ち、
【0032】
【数2】
IDataOut = IDataOut*Gain
を算出する(ステップS16)。そして、ステップS16で求めた指令値IDataOutを制御信号の値としてアイリス駆動回路IDに出力する(ステップS18)。以上の処理を繰り返すことにより絞りIがステップS10で得られた目標位置に設定される。
【0033】
続いて、ステップS10のアイリスコントロール信号処理について図8のフローチャートを用いて説明する。マイコン20は、まずカメラ本体等から与えられるアイリス制御信号の値を読み込み、その値を絞りIの目標位置を示す値ICamCtrlとする(ステップS20)。続いて、24に記憶されている強制ランピングに関する上記データFzDropPoint及びFnoDropmaxを読み込む(ステップS22)。尚、図4に示したようにFzDropPointは絞り込みを開始する焦点距離の値を示し、FnoDropmaxは最大焦点距離における絞りIの開放値を示す。
【0034】
次に、マイコン20は強制ランピングON/OFFスイッチ22のオン/オフ状態を示すオン/オフ信号を読み込む(ステップS24)。そして、強制ランピングON/OFFスイッチ22がオンに設定されているか否か、即ち、強制ランピングをオンにすることが選択されている否かを判定する(ステップS26)。NOと判定した場合には、絞り位置をそれ以上開口する方向に変更できない絞り開放時の絞り位置を示す開放値IMaxPointを一定値(Fnomax)に固定する(ステップS28)。尚、この一定値は、絞りIの真の開放値である。一方、NOと判定した場合には、ステップS22で取得したFzDropPoint及びFnoDropmaxと、ズーム位置検出器ZPからのズーム位置信号により取得した現在の焦点距離のデータに基づいて、現在の焦点距離における開放値IMaxPointを求める(ステップS30)。尚、このステップS30で求められる開放値IMaxPointは制御上で絞り位置を制限するための値であり図4の傾斜部分▲2▼のようなランピング特性を示す値が求められる。
【0035】
マイコン20は、ステップS28又はステップS30の処理により開放値IMaxPointを設定すると、ステップS20で読み込んだ絞りの目標位置ICamCtrlが開放値IMaxPointより開放側か否かを判定する(ステップS32)。NOと判定した場合には、絞りの目標位置ICamCtrlの値を変更せず、YESと判定した場合には絞りの目標位置ICamCtrlを開放値IMaxPointに設定する(ステップS34)。
【0036】
以上のようにして絞りの目標位置ICamCtrlを設定すると、図7のフローチャートに戻る。
【0037】
以上、上記実施の形態では、テレビカメラ用のレンズ装置に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、テレビカメラ以外の用途で使用されるレンズ装置に適用できる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るレンズ装置によれば、絞り開放時に焦点距離が絞込み開始値より長くなると絞りを制御して絞りを絞り込むことによって所望のランピング特性を擬似的に作り出すようにしたため、ズーム操作時において、撮影レンズ本来のランピング特性によりテレ端付近で急激に画面の明るさが低下するという現象やポートホールによる違和感や不自然さを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明が適用されるテレビカメラ用のレンズ装置における光学系(撮影レンズ)の概略構成図である。
【図2】図2は、本発明が適用されるレンズ装置における制御系の概略構成を示したブロック図である。
【図3】図3は、撮影レンズ本来の光学特性における焦点距離とFナンバーとの関係を例示した図である。
【図4】図4は、強制ランピングの処理を行った場合の焦点距離とFナンバーとの関係を例示した図である。
【図5】図5は、ポートホールの説明に使用した説明図である。
【図6】図6は、ポートホールの説明に使用した説明図である。
【図7】図7は、マイコンの絞り制御に関するメインの処理手順を示したフローチャートである。
【図8】図8は、図7のアイリスコントロール信号処理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…撮像素子、12…信号処理回路、20…マイコン、22…強制ランピングON/OFFスイッチ、24…メモリ、26…インターフェース、FL…フォーカスレンズ、ZL…ズームレンズ、I…絞り、RL…リレーレンズ、IM…アイリス駆動モータ、ID…アイリス駆動回路、IP…アイリス位置検出器、ZM…ズーム駆動モータ、ZD…ズーム駆動回路、ZP…ズーム位置検出器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a lens device, and more particularly to a lens device that reduces a problem such as a porthole caused by a problem caused by ramping and a decrease in peripheral light amount of a screen from a central portion.
[0002]
[Prior art]
In general, not only for a television camera or a television camera, a phenomenon is known in which, when the zoom is changed to the telephoto side when the taking lens is used with the aperture open, the brightness sharply decreases near the telephoto end. This phenomenon is generally called ramping. Conventionally, in aperture control, when an instruction value for the aperture is set to be brighter than the F number of the lens when the aperture is opened, the aperture is stopped down to a value that does not affect the actual brightness to improve optical performance. Such a ramping correction is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
In addition, in an image formed by a photographing lens, the amount of peripheral light is generally lower than that of the central portion, and the peripheral portion of the screen is generally darker than the central portion. The peripheral light amount ratio indicates a ratio of the brightness of the peripheral portion to the brightness of the central portion of the screen.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-271835
[Problems to be solved by the invention]
It is desirable that the above-described ramping phenomenon and the phenomenon of a decrease in the amount of peripheral light do not occur. Further, the above-described ramping correction does not eliminate the ramping phenomenon itself.
[0006]
However, in the case of the ramping phenomenon, the fact that the screen is darkened more rapidly than the screen near the telephoto end is darker than the wide side is a major factor that causes unnaturalness and unnaturalness. Also, in the case of a phenomenon in which the peripheral light amount decreases, the peripheral light amount ratio greatly changes depending on the focal length when the aperture is opened, rather than the peripheral light amount being lower than the central portion. The movement (enlargement / reduction) of the circular pattern formed by the contrast with the central portion is a factor that causes an uncomfortable feeling and unnaturalness.
[0007]
Therefore, even if the ramping phenomenon and the phenomenon that the amount of peripheral light decreases cannot be eliminated, it is considered important to reduce the phenomenon that causes the unnaturalness and unnaturalness as described above.
[0008]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a lens device that can reduce a sharp decrease in the amount of light near the telephoto end and reduce a port hole during a zoom operation. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an optical system capable of changing a focal length and a diaphragm, and when the focal length becomes longer than a predetermined value when the diaphragm is opened, the F of the optical system is changed. In a lens device having a ramping characteristic in which the number decreases, the aperture is instructed to open in a range where the focal length is shorter than the predetermined value and the focal length is longer than the narrowing start value. Aperture control means for controlling the aperture so as to reduce the upper limit aperture of the diaphragm as the focal length becomes longer and to reduce the aperture of the diaphragm so as not to exceed the upper limit aperture when the focal length is changed. It is characterized by having.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, there is provided a switching unit for switching the control by the aperture control unit between enabled and disabled.
[0011]
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect of the present invention, a setting means is provided for setting the upper limit opening amount with respect to a focal length to a desired value.
[0012]
According to the present invention, when the focal length is longer than the aperture start value when the aperture is opened, the aperture is controlled to reduce the aperture so that a desired ramping characteristic is created in a simulated manner. It is possible to reduce the phenomenon that the brightness of the screen suddenly decreases near the telephoto end due to the ramping characteristic, and the discomfort and unnaturalness due to the porthole can be reduced.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a lens device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system (photographing lens) in a lens device for a television camera to which the present invention is applied. As shown in the figure, the photographing lens includes a focus lens (group) FL, a variator lens (group) VL, a compensator lens (group) CL, a zoom lens (group) ZL, an aperture I, a relay lens (group) RL, and the like. Of optical members. The focus lens FL and the zoom lens ZL are arranged so as to be movable in the optical axis direction, and are driven by, for example, a connected motor. The aperture I is also driven by, for example, a connected motor, and the aperture amount is changed. In addition, since the variator lens VL and the compensator lens CL move with a predetermined positional relationship, these lenses are integrally formed as a zoom lens ZL. In applying the present invention, the focus lens FL and the zoom lens ZL may be driven by a manual operation force.
[0015]
The subject image formed by the photographing lens is photoelectrically converted by an image pickup device (CCD) 10 of the television camera body, and is subjected to required signal processing by a predetermined
[0016]
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in the lens device to which the present invention is applied. Note that only the components related to the present invention are shown. As shown in the figure, a
[0017]
The
[0018]
As shown in the figure, the aperture I is connected to an iris drive motor IM, and the iris drive motor IM is driven at a rotation speed specified by a control signal output from the
[0019]
Although not described in detail, the zoom lens ZL is also connected to a zoom drive motor ZM in the same manner as the diaphragm I. The zoom drive motor ZM operates at a rotational speed indicated by a control signal output from the
[0020]
A controller such as a lens device, a zoom demand, or a camera body is provided with a forced ramping ON /
[0021]
Here, the forced ramping will be described. The forced ramping is a process of forcibly stopping down the aperture I when the focal length of the photographing lens becomes longer than a predetermined value. In the original optical characteristics of the taking lens, the relationship between the focal length and the F-number when the aperture is fully opened (open F-number) is represented as a graph in FIG. According to this, when the focal length is set to a value smaller than the predetermined value P (for example, about 100 mm) close to the telephoto end, the open F number indicates a constant value Fnomax (for example, about 1.7). On the other hand, when the focal length is longer than the predetermined value P, the incident light flux is restricted by other factors even when the aperture I is open, and as the focal length becomes longer, the open F-number increases as shown by the inclined portion (1) of the graph. Will increase. The characteristic indicated by the inclined portion {circle around (1)} is called a ramping characteristic.
[0022]
On the other hand, in the forced ramping process, the aperture I is controlled as if the ramping characteristic is shown as a sloped portion (2) in the graph of FIG. That is, even when an instruction value for opening the aperture I is given by an iris control signal from the camera body or the like, if the focal length becomes longer than the predetermined value FzDropPoint, the F-number of the inclined portion (2) is indicated. Then, the opening amount of the stop I is limited to a value (upper limit opening value) smaller than when the stop is opened. In other words, assuming that the value indicating the aperture position at the time of opening the aperture is called an aperture value, when the focal length is shorter than the predetermined value FzDropPoint, the aperture value is set to a constant value Fnomax, and when the focal length is longer than the predetermined value FzDropPoint, The aperture value is changed according to the focal length so as to indicate the F-number of the inclined portion (2). The open value means a value at the time of opening of the aperture, which cannot be further changed in the direction in which the aperture position is opened in control (a value of the aperture position at an upper limit aperture which indicates a limit to which the aperture can be changed). However, if the aperture position becomes a position that is more open than the open value, the aperture is controlled by the aperture control of the
[0023]
The following effects are obtained by such forced ramping. First, in the case of the original ramping characteristic of the photographing lens shown in the inclined portion (1) in FIGS. 3 and 4, if the zoom operation is performed with the aperture open and the focal length is changed from the wide side to the telephoto end, abruptly. The open F number increases. For this reason, the sense of strangeness and unnaturalness that the brightness of the screen suddenly becomes dark is conspicuous. On the other hand, when the ramping characteristic is changed to the ramping characteristic shown in the inclined portion (2) of FIG. 4 by performing the forced ramping process, the zoom operation is performed with the aperture open, and the focal length is changed from the wide side to the telephoto end. Even so, since the open F-number changes slowly, the brightness of the screen does not suddenly decrease, and the unnaturalness and unnaturalness caused by the original ramping characteristics of the photographing lens are reduced.
[0024]
In addition, there is a different effect of porthole reduction. The porthole is caused by the fact that the ratio of the amount of light in the peripheral portion to the central portion of the screen (peripheral light amount ratio) greatly changes due to a change in the focal length. FIGS. 5 and 6 show graphs in which the light amount ratio at the peripheral portion of the screen is expressed as a percentage with the light amount at the central portion being 100% when the focal length is set to the wide side and the tele side, respectively. As can be seen from these graphs, when the aperture is opened (when the aperture is originally opened), the characteristics of the peripheral light amount ratio greatly differ between the wide side and the tele side as shown by the solid line curves on the respective graph surfaces. . For this reason, a porthole appears remarkably on the screen. On the other hand, when the aperture is stopped down, the difference between the light amount at the center and the light amount at the peripheral portion is reduced as indicated by the dashed line on each graph surface. The difference in characteristics is reduced.
[0025]
For this reason, when the forced ramping process is performed, even when the aperture is opened, the aperture is narrowed down to a certain extent over a wide range of the focal length, so that the porthole is reduced to such an extent that the porthole is not recognized on the screen.
[0026]
By the way, the data necessary for the forced ramping process, that is, the data necessary for obtaining the open value corresponding to the focal length in the forced ramping process, is stored in advance in the
[0027]
Also, as shown in FIG. 2, the lens device is provided with an interface 26 (RS-232C, USB, etc.) with an external device such as a personal computer. The data can be transmitted to the
[0028]
The data of the forced ramping exhibiting a plurality of different ramping characteristics is stored in the
[0029]
Next, the processing procedure of the aperture control of the
[0030]
Subsequently, the
[0031]
(Equation 1)
IDataOut = IPosiData-ICamCtrl
Is calculated (step S14). Further, a value obtained by multiplying this by a predetermined gain Gain, that is,
[0032]
(Equation 2)
IDataOut = IDataOut * Gain
Is calculated (step S16). Then, the command value IDataOut obtained in step S16 is output to the iris drive circuit ID as the value of the control signal (step S18). By repeating the above processing, the aperture I is set to the target position obtained in step S10.
[0033]
Next, the iris control signal processing in step S10 will be described with reference to the flowchart in FIG. The
[0034]
Next, the
[0035]
After setting the opening value IMaxPoint by the processing of step S28 or step S30, the
[0036]
After setting the aperture target position ICamCtrl as described above, the process returns to the flowchart of FIG.
[0037]
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a lens device for a television camera has been described. However, the present invention can be applied to a lens device used for applications other than the television camera.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the lens device of the present invention, when the aperture is opened, when the focal length is longer than the aperture start value, the aperture is controlled to narrow down the aperture, thereby creating a desired ramping characteristic in a pseudo manner. At the time of the zoom operation, it is possible to reduce the phenomenon that the brightness of the screen rapidly decreases near the telephoto end due to the inherent ramping characteristic of the photographing lens, and the discomfort and unnaturalness due to the porthole.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system (photographing lens) in a lens device for a television camera to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a control system in a lens device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a diagram exemplifying a relationship between a focal length and an F-number in an original optical characteristic of a photographing lens.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a focal length and an F-number when a forced ramping process is performed;
FIG. 5 is an explanatory diagram used for describing a port hole.
FIG. 6 is an explanatory diagram used for describing a port hole.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a main processing procedure relating to aperture control of a microcomputer;
FIG. 8 is a flowchart illustrating a processing procedure of the iris control signal processing of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記焦点距離が前記所定値より短い範囲の値を絞込み開始値として焦点距離が該絞込み開始値より長くなる範囲において、前記絞りの開放が指示された場合の前記絞りの上限開口量を焦点距離が長くなるほど減少させると共に、焦点距離が変更された際に前記絞りの開口量が前記上限開口量を超えないように前記絞りを制御する絞り制御手段を備えたことを特徴とするレンズ装置。A lens device having an optical system capable of changing a focal length and an aperture, and having a ramping characteristic in which the F-number of the optical system decreases when the focal length becomes longer than a predetermined value when the aperture is opened,
In a range in which the focal length is shorter than the narrowing start value with a value in a range in which the focal length is shorter than the predetermined value, the upper limit opening amount of the diaphragm when the opening of the diaphragm is instructed is set as the focal length. A lens device comprising: aperture control means for reducing the aperture as the length increases and controlling the aperture so that the aperture of the aperture does not exceed the upper limit aperture when the focal length is changed.
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