JP2007058028A - レンズシステム及びカメラシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 フォーカシング及びズーミング時に光軸上にある被写体が移動しないようにしたレンズシステム及びカメラシステムを提供する。
【解決手段】 レンズCPU16は、フォーカシングやズーミング時に、上記ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、画像の中心移動を補正するための補正データをEEPROM18から取得し、カメラCPU28に送信する。カメラCPU28は、受信した補正データに基づいて画像の読み出し開始位置を補正するCCD読み出し開始位置補正信号を出力し、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)がCCDから読み出された画面内において動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置の変位に合わせて、CCD上における画像の読み出し開始位置を補正する。なお、補正データの送信と、画像の読み出し開始位置の補正は、例えば、1フィールドの撮影ごとに行う。
【選択図】 図1
【解決手段】 レンズCPU16は、フォーカシングやズーミング時に、上記ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、画像の中心移動を補正するための補正データをEEPROM18から取得し、カメラCPU28に送信する。カメラCPU28は、受信した補正データに基づいて画像の読み出し開始位置を補正するCCD読み出し開始位置補正信号を出力し、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)がCCDから読み出された画面内において動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置の変位に合わせて、CCD上における画像の読み出し開始位置を補正する。なお、補正データの送信と、画像の読み出し開始位置の補正は、例えば、1フィールドの撮影ごとに行う。
【選択図】 図1
Description
本発明はレンズシステム及びカメラシステムに係り、特にズーミングやフォーカシングを行いつつ撮影を行う技術に関する。
従来、ビデオカメラ装置において、光学レンズを取り付けた際に発生する光学中心位置と撮像素子の走査中心位置のズレ量(光軸ズレ)を電気的に補正する技術が開示されている(特許文献1)。また、撮像素子の取り付け誤差によって生じる広角端と望遠端での撮影像の位置ズレを、像ブレ補正レンズを移動させて補正する技術について開示されている(特許文献2)。
特開平6−296252号公報
特開2000−221557号公報
一般に、撮影光学系を構成するレンズ群は、互いの光学的中心が共通の光軸(設計上の光軸)上に並ぶように配置される。ズームレンズは、撮影光学系の光軸に沿って駆動されるため、撮影光学系の光軸上にある被写体は、望遠又は広角にズーミングを行った場合に画面上を移動しない点(以下、画像中心と記載する)となるはずである。ところが、実際には、撮影レンズの形状や取り付けの精度、ズームレンズを駆動する駆動機構の精度等により、ズーミングの最中に上記移動しないはずの点(画像中心)が移動して、視覚的に違和感のある映像になるという問題があった。また、フォーカスレンズを駆動してフォーカシングを行う際にも、画面上において上記移動しないはずの点(画像中心)が移動する場合がある。以下の説明では、この現象を「中心移動」と記載する。
さらに、複数のレンズ装置を使用して視差映像を撮影する立体カメラでは、左右のレンズ装置においてバラバラに中心移動が生じる。このため、左右のレンズ装置により取得される映像において、光軸上にある被写体の動きに差異が生じてしまう。特にズーミング時には、視覚的に違和感のある映像になってしまうという問題があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フォーカシング及びズーミング時に光軸上にある被写体が移動しないようにしたレンズシステム及びカメラシステムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために請求項1に係るレンズシステムは、フォーカスレンズ及びズームレンズを含み、画像を結像する撮影光学系と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズを駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う駆動手段と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置を取得するレンズ位置取得手段と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置の移動時に、前記取得したレンズ位置に基づいて前記結像した画像の中心が移動する中心移動を補正する中心移動補正手段とを備えることを特徴とする。
請求項1に係るレンズシステムによれば、フォーカスレンズ及びズームレンズの移動により光軸上にある被写体(画像中心)が移動する中心移動を補正することができる。
請求項2に係るレンズシステムは、請求項1において、前記中心移動補正手段は、前記撮影光学系の可動レンズを移動させて前記中心移動を補正することを特徴とする。
請求項2は、画像の中心移動を補正する画像中心補正手段を、可動レンズ群に限定したものである。
請求項3に係るレンズシステムは、請求項1において、前記撮影光学系は、前記撮影光学系に加えられた振動による像ブレを補正する像ブレ補正レンズを更に備え、前記中心移動補正手段は、前記像ブレ補正レンズを移動させて前記中心移動を補正することを特徴とする。
請求項3に係るレンズシステムによれば、像ブレ補正レンズを用いて画像の中心移動の補正を行うため、中心移動を補正するための新たに可動レンズ群を設ける必要がなく、装置のコストダウンを図ることができる。
請求項4に係るレンズシステムは、請求項1において、前記撮影光学系は、倍率を調整するためのエクステンダレンズを更に備え、前記中心移動補正手段は、前記エクステンダレンズを移動させて前記中心移動を補正することを特徴とする。
請求項4に係るレンズシステムによれば、エクステンダレンズを用いて画像の中心移動の補正を行うため、中心移動を補正するための新たに可動レンズ群を設ける必要がなく、装置のコストダウンを図ることができる。
請求項5に係るレンズシステムは、レンズ装置と、防振アダプタとを備えるレンズシステムにおいて、前記レンズ装置は、フォーカスレンズ及びズームレンズを含み、画像を結像する撮影光学系と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズを駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う駆動手段と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置の移動時に、前記結像した画像の中心が移動する中心移動を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置を取得するレンズ位置取得手段と、前記取得したレンズ位置に対応する補正データを取得して前記防振アダプタに送信するデータ送信手段とを備え、前記防振アダプタは、前記レンズ装置に加えられた像ブレを補正する像ブレ補正レンズと、前記データ送信手段から送信された補正データを受信するデータ受信手段と、前記受信した補正データに基づいて前記駆動手段を制御し、前記結像した画像の中心が移動しないように中心移動を補正する中心移動補正手段とを備えることを特徴とする。
請求項5に係るレンズシステムによれば、防振アダプタの像ブレ補正レンズを用いて画像の中心移動の補正を行うため、中心移動を補正するための新たに可動レンズ群を設ける必要がなく、装置のコストダウンを図ることができる。
請求項6に係るレンズシステムは、請求項1から5において、前記撮影光学系は、倍率を調整するためのエクステンダレンズを更に備え、前記中心移動補正手段は、前記エクステンダレンズの倍率に応じて前記中心移動を補正することを特徴とする。
請求項6に係るレンズシステムによれば、エクステンダレンズを有する場合に、その倍率に応じて中心移動の補正を行うことができる。
請求項7に係るカメラシステムは、レンズ装置と、カメラ本体とを備えるカメラシステムにおいて、前記レンズ装置は、フォーカスレンズ及びズームレンズを含み、画像を結像する撮影光学系と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズを駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う駆動手段と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置の移動時に、前記結像した画像の中心が移動する中心移動を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置を取得するレンズ位置取得手段と、前記取得したレンズ位置に対応する補正データを取得して前記カメラ本体に送信するデータ送信手段とを備え、前記カメラ本体は、前記撮影光学系によって画像が結像される撮像素子と、前記データ送信手段から送信された補正データを受信するデータ受信手段と、前記受信した補正データに基づいて、前記撮像素子に結像された画像の読み出し開始位置を調整する読み出し開始位置調整手段とを備えることを特徴とする。
請求項7に係るカメラシステムによれば、フォーカスレンズ及びズームレンズの移動に合わせて撮像素子上の画像の読み出し位置を調整することにより画像の中心移動の補正を行うことができる。
本発明によれば、フォーカスレンズ及びズームレンズの移動に合わせて、光軸上にある被写体(画像中心)が画面内で移動するのを補正することができる。これにより、フォーカシング及びズーミング時にも視覚的に違和感のない画像を撮影することができる。
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズシステム及びカメラシステムの好ましい実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るカメラシステムの主要構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態のカメラシステム10は、レンズ装置12及びカメラ本体14を備える。レンズ装置12は、例えば、放送用又はバーチャルスタジオ用等に使用されるEFPレンズ又はENGレンズ等のレンズ装置であり、カメラ本体14(カメラヘッド)にマウントによって装着される撮影レンズ(撮影光学系)と、撮影レンズを制御する制御系とを備える。
撮影レンズは、被写体の像をカメラ本体14の撮像素子の撮像面に結ぶ撮影光学系であり、撮影レンズには各種固定のレンズ群の他に、光軸方向に移動可能なレンズ群として図1に示すフォーカスレンズ(群)FLやズームレンズ(群)ZLが配置されている。フォーカスレンズFLが移動すると、ピント位置(被写体距離)が変わり、ズームレンズZLが移動すると、像倍率(焦点距離)が変わる。また、撮影レンズには、絞り値を変更するために開閉駆動される絞りIも配置されている。
レンズ装置12の制御系は、レンズCPU16、EEPROM18、アンプIA、FA、ZA、モータIM、FM、ZM、ポテンショメータIP、FP、ZPを備える。また、レンズ装置12に外部機器として接続されるフォーカスデマンドFD、ズームデマンドZD、カメラ本体14、図示しないバーチャルスタジオ用機器等もレンズシステム全体として制御系を構成する。
レンズCPU16は、フォーカスレンズFLやズームレンズZL等のレンズ制御を統括的に行う統括制御部である。EEPROM18には、レンズ装置12の動作に関する各種定数/情報等が格納される。
レンズCPU16は、D/A変換器20を介して各アンプFA、ZAに駆動信号を出力する。これにより、各アンプFA、ZAに接続された各モータFM、ZMがその駆動信号の値(電圧)に応じた回転速度で駆動される。各モータFM、ZMは、上記撮影レンズのフォーカスレンズFL、ズームレンズZLに連結しており、各モータFM、ZMの駆動と共に、フォーカスレンズFL、ズームレンズZLが駆動される。
フォーカスレンズFL、ズームレンズZLの各々には、それらの位置を検出するための位置センサとしてポテンショメータFP、ZPが連結されている。なお、ポテンショメータFP、ZPは、各モータFM、ZMの出力軸等にフォーカスレンズFL、ズームレンズZLと連動するように設けられていればよい。
各ポテンショメータFP、ZPは、絶対型位置センサとして設置されたもので、ポテンショメータFPからは、フォーカスレンズFLの位置に対応した値(絶対位置を示す値)の電圧信号が、ポテンショメータZPからは、ズームレンズZLの位置に対応した値(絶対位置を示す値)の電圧信号がそれぞれ出力され、A/D変換器22を介してレンズCPU16に与えられる。
そして、レンズCPU16は、ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカスレンズFL、ズームレンズZLの位置を参照しながら各アンプFA、ZAに出力する駆動信号の値を変更することによってフォーカスレンズFL、ズームレンズZLの位置又は動作速度を所望の状態に制御する。
フォーカスデマンドFDやズームデマンドZDは、撮影レンズのフォーカス(フォーカスレンズFL)やズーム(ズームレンズZL)の目標となる位置や移動速度をマニュアル操作で指定するマニュアル操作部材を備えたコントローラである。フォーカスデマンドFDやズームデマンドZDは、A/D変換器22を介してレンズCPU16と接続される。
フォーカスデマンドFDのマニュアル操作部材を操作すると、例えば、その操作部材の位置に対応したフォーカスの目標位置を指定するフォーカス指令信号がレンズCPU16に与えられる。レンズCPU16は、ポテンショメータFPにより検出されるフォーカスレンズFLの位置がそのフォーカス指令信号により指定された目標位置となるように、アンプFAに出力する駆動信号によりモータFMを制御してフォーカスレンズFLの位置を制御する。なお、一般に、マニュアルフォーカスではフォーカスデマンドFDから与えられる目標位置に従ってフォーカスレンズFLの位置制御が行われるが、フォーカスデマンドFDから目標の移動速度が与えられ、それに従ってフォーカスレンズFLの速度制御を行うことも可能である。
ズームデマンドZDのマニュアル操作部材を操作した場合には、例えば、その操作部材の位置に対応したズームの目標の移動速度を指定するズーム指令信号がレンズCPU16に与えられる。レンズCPU16は、ズームレンズZLの移動速度がそのズーム指令信号により指定された目標の移動速度となるように、アンプZAに出力する駆動信号によりモータZMを制御してズームレンズZLの移動速度を制御する。なお、速度制御において、ポテンショメータZPから得られたズームレンズZLの位置の情報は端近傍での減速制御等に使用される。また、ズーム制御ではズームデマンドZDから与えられる目標の移動速度に従ってズームレンズZLの速度制御が行われるが、ズームデマンドZDから目標位置が与えられ、それに従ってズームレンズZLの位置制御を行うことも可能である。
また、レンズCPU16は、外部機器との通信制御を行う。レンズCPU16は、シリアルコミュニケーションインターフェース(SCI)24、26を通じてカメラ本体14のカメラCPU28とシリアル通信を行い、又は、カメラ本体14とパラレル通信を行えるようになっている。レンズCPU16は、例えば、上記ポテンショメータFP、ZPによって検出されたズーム位置やフォーカス位置等のレンズ情報をカメラ本体14のカメラCPU28に送信する。カメラCPU28は、レンズCPU16に絞りの目標位置を指定するアイリス指令信号等を与える。レンズCPU16は、ポテンショメータIPにより検出される絞りIの絞り位置(開閉度)がカメラCPU28により与えられたアイリス指令信号により指定された目標位置となるように、アンプIAに出力する駆動信号によりモータIMを制御して絞りIの絞り位置を制御する。
また、レンズCPU16は、フォーカシングやズーミング時に、上記ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、画像の中心移動を補正するための補正データをEEPROM18から取得し、カメラCPU28に送信する。カメラCPU28は、受信した補正データに基づいて画像の読み出し開始位置を補正するCCD読み出し開始位置補正信号を出力し、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)がCCDから読み出された画面内において動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置の変位に合わせて、CCD上における画像の読み出し開始位置を補正する。なお、補正データの送信と、画像の読み出し開始位置の補正は、例えば、1フィールドの撮影ごとに行う。
図2及び図3は、それぞれフォーカシング時及びズーミング時に用いる補正データが格納されたテーブルである。図2に示すテーブルには、フォーカスレンズFLのレンズ位置(FOCUS位置)と、CCD読み出し開始位置のV方向及びH方向の補正量(補正データ)との関係が格納されている。また、図3に示すテーブルには、ズームレンズZLのレンズ位置(ZOOM位置)と、CCD読み出し開始位置のV方向及びH方向の補正量(補正データ)との関係が格納されている。このV補正量及びH補正量は、レンズ装置12のフォーカスレンズFL及びズームレンズZLの移動による光軸上にある被写体(画像中心)の位置のCCD上におけるズレ量に基づいて設定される。画像の中心移動は、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置ごとに再現性を伴って発生することが多いため、図2及び図3に示すようなレンズ位置ごとの補正データをあらかじめ採取しておくことにより、画像の中心移動を補正することができる。なお、補正データは、FOCUS位置とZOOM位置との組み合わせごとに採取するようにしてもよい。また、レンズ装置12内にエクステンダレンズが設けられている場合には、補正データは、エクステンダレンズの倍率ごとに採取するようにするとよい。
図4は、画像の読み出し開始位置を模式的に示す平面図である。図4に示すように、カメラCPU28は、CCD30上において画像の読み出し開始位置P10を指定し、画像読み出し領域A10を確定する。CCD30上に結像された画像は、画像読み出し領域A10内の画像が切り出されて、不図示の画像処理回路等によって処理されてカメラ本体14の記録手段等に保存される。
フォーカスレンズFLのレンズ位置(FOCUS位置)が、例えば、0から3に移動したとすると、レンズCPU16は、図2に示す補正データからFOCUS位置=3の補正データを取得して、カメラCPU28に送信する。カメラCPU28は、図2に示す補正データに基づいて読み出し開始位置を−V方向に3μm、+H方向に3μmずれた点P10′に移動するとともに、画像読み出し領域がA10′に移動する。これにより、光軸上にある被写体(画像中心)が画面内で移動しないようにすることができる。
次に、本実施形態のカメラシステム10において画像の中心移動を補正する処理の流れについて、図5及び図6を参照して説明する。図5は、レンズCPU16における画像の中心移動の補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、カメラシステム10の電源が投入されると、レンズCPU16は、制御用のパラメータの初期化や絞り位置、レンズ位置の初期化等の所要の初期設定を行って(ステップS10)、中心補正以外の処理を行う(ステップS12)。次に、フォーカスデマンドFD又はズームデマンドZDからの操作入力(フォーカス指令信号又はズーム指令信号)を検出すると、レンズCPU16は、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLを駆動する駆動信号を出力するとともに、ポテンショメータFP及びZPからフォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置を読み込む(ステップS14)。そして、レンズCPU16は、ステップS14において読み込まれたレンズ位置に対応する補正データをEEPROM18から取得して(ステップS16)、カメラCPU28に送信し(ステップS18)、ステップS12の中心補正以外の処理に戻る。
図6は、カメラCPU28における画像の中心移動の補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、カメラシステム10の電源が投入されると、カメラCPU28は、制御用のパラメータの初期化等の所要の初期設定を行って(ステップS20)、中心補正以外の処理を行う(ステップS22)。次に、上記図5のステップS18においてレンズCPU16から送信された補正データを受信すると(ステップS24)、カメラCPU28は、受信した補正データに基づいてCCD30の中心を設定する(ステップS26)。そして、カメラCPU28は、受信した補正データに基づいて、CCD上における画像の読み出し開始位置のV座標及びH座標を算出し、画像の読み出し開始位置を指示するCCD読み出し開始位置補正信号をCCD30の駆動回路に出力して(ステップS28及びS30)、ステップS22の中心補正以外の処理に戻る。
本実施形態によれば、光軸上にある被写体(画像中心)が画面内で動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLの移動に合わせて、CCD30の画像の読み出し領域を補正することができる。これにより、フォーカシング及びズーミング時にも視覚的に違和感のない画像を撮影することができる。
次に、本発明に係るレンズシステムの実施の形態について、図7以降を参照して説明する。図7は、本発明の第1の実施形態に係るレンズシステムの主要構成を示すブロック図である。図7に示すように、本実施形態のレンズシステム50は、レンズ装置12と、レンズシステム50に加えられた振動に起因する像ブレを補正するための防振アダプタ52を備える。なお、以下の説明において、上記図1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図7に示すように、防振アダプタ52は、角速度センサ54を備える。角速度センサ54は、レンズシステム50に加えられた振動を検出して、角速度の信号(角速度信号)を出力する。この角速度信号は、A/D変換器56によりデジタル信号に変換されてアダプタCPU58に送信される。アダプタCPU58は、この角速度信号に基づいてレンズシステム50の振動によって生じる像ブレを打ち消す方向及び大きさで像を変位させるための補正レンズ(群)60の移動目標位置を算出する。次に、補正レンズ60の上下方向及び左右方向の位置が、位置センサ62により検出されて、A/D変換器64を介してアダプタCPU58に入力される。そして、アダプタCPU58は、この補正レンズ60の位置が移動目標位置となるように、D/A変換器66を介してアンプ68に出力する駆動信号により補正レンズ駆動用モータ70を制御して補正レンズ60の位置を制御する。これにより、レンズシステム50に加わった振動による像ブレが補正される。なお、実際には、角速度センサ54、位置センサ62、アンプ68及び補正レンズ駆動用モータ70等は、振動の方向成分や補正レンズ60の駆動方向ごとに、すなわち、上下方向及び左右方向の成分ごとに2系統設けられるが、図7では1系統に簡略化している。
アダプタCPU58は、シリアルコミュニケーションインターフェース(SCI)72、24を通じてレンズ装置12のレンズCPU16とシリアル通信を行い、又は、レンズ装置12とパラレル通信を行えるようになっている。レンズCPU16は、フォーカシングやズーミング時に、上記ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、画像の中心移動を補正するための補正データをEEPROM18から取得し、アダプタCPU58に送信する。アダプタCPU58は、受信した補正データに基づいて補正レンズ60を駆動する駆動信号をアンプ68に出力し、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)がCCDから読み出された画面内において動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置の変位に合わせて、補正レンズ60の位置を制御する。なお、補正データの送信と、補正レンズ60の位置の制御は、例えば、1フィールドの撮影ごとに行う。
次に、本実施形態のレンズシステム50において画像の中心移動を補正する処理の流れについて、図8及び図9を参照して説明する。図8は、レンズCPU16における画像の中心移動の補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、レンズシステム50の電源が投入されると、レンズCPU16は、制御用のパラメータの初期化や絞り位置、レンズ位置の初期化等の所要の初期設定を行って(ステップS50)、中心補正以外の処理を行う(ステップS52)。次に、フォーカスデマンドFD又はズームデマンドZDからの操作入力(フォーカス指令信号又はズーム指令信号)を検出すると、レンズCPU16は、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLを駆動する駆動信号を出力するとともに、ポテンショメータFP及びZPからフォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置を読み込む(ステップS54)。そして、レンズCPU16は、ステップS14において読み込まれたレンズ位置に対応する補正データをEEPROM18から取得して(ステップS56)、アダプタCPU58に送信し(ステップS58)、ステップS52の中心補正以外の処理に戻る。
図9は、アダプタCPU58における画像の中心移動の補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、レンズシステム50の電源が投入されると、アダプタCPU58は、制御用のパラメータの初期化や補正レンズ60のレンズ位置の初期化等の所要の初期設定を行って(ステップS60)、中心補正以外の処理を行う(ステップS62)。次に、上記図8のステップS58においてレンズCPU16から送信された補正データを受信すると(ステップS64)、アダプタCPU58は、受信した補正データに基づいて、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)のCCDから読み出された画面内における移動を打ち消すように、補正レンズ60を水平方向及び垂直方向に駆動して(ステップS66及びS68)、ステップS62の中心補正以外の処理に戻る。
本実施形態によれば、光軸上にある被写体(画像中心)が画面内で動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLの移動に合わせて、補正レンズ60により画像の中心移動を補正することができる。これにより、フォーカシング及びズーミング時にも視覚的に違和感のない画像を撮影することができる。
次に、本発明に係るレンズシステムの第2の実施形態について、図10及び図11を参照して説明する。図10は、本発明の第2の実施形態に係るレンズシステムの主要構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上記図1及び図7と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図10では、上記した絞りIやフォーカスレンズFL、ズームレンズZL及びその駆動機構等については図示を省略する。
図10に示すように、本実施形態のレンズシステムはレンズ装置80からなり、レンズ装置80は、レンズCPU16、EEPROM18、D/A変換器20、A/D変換器22等のほか、補正レンズ(群)82、補正レンズ駆動用モータ84、位置センサ(ポテンショメータ)86、アンプ88を備える。
レンズCPU16は、不図示の角速度センサから出力された角速度の信号(角速度信号)を受信し、この角速度信号に基づいてレンズ装置80の振動によって生じる像ブレを打ち消す方向及び大きさで像を変位させるための補正レンズ(群)82の移動目標位置を算出する。そして、レンズCPU16は、算出された移動目標位置への補正レンズ82の移動を指令する位置指令信号をD/A変換器20を介して、それぞれHアンプ88H及びVアンプ88Vに出力する。ポテンショメータ86H及び86Vは、それぞれ左右方向及び上下方向における補正レンズ82の位置を検出して、この補正レンズ82の位置を表す位置検出信号をそれぞれHアンプ88H及びVアンプ88Vに出力する。Hアンプ88H及びVアンプ88Vは、上記位置指令信号及び位置検出信号に基づいてそれぞれ補正レンズ駆動用モータ84H及び84Vに電圧を供給する。これにより、補正レンズ駆動用モータ84H及び84Vが駆動されて、補正レンズ82が光学系の光軸に垂直な面内で変位して移動目標位置に移動する。これにより、レンズ装置80に加わった振動による像ブレが補正される。
レンズCPU16は、フォーカシングやズーミング時に、ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、画像の中心移動を補正するための補正データをEEPROM18から取得する。そして、レンズCPU16は、EEPROM18から取得した補正データに基づいて補正レンズ82を駆動する駆動信号をHアンプ88H及びVアンプ88Vに出力し、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)がCCDから読み出された画面内において動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置の変位に合わせて、補正レンズ82の位置を制御する。なお、補正データの取得と、補正レンズ82の位置の制御は、例えば、1フィールドの撮影ごとに行う。
次に、本実施形態のレンズシステムにおいて画像の中心移動を補正する処理の流れについて、図11を参照して説明する。図11は、レンズCPU16における画像の中心移動の補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、フォーカスデマンドFD又はズームデマンドZDからの操作入力(フォーカス指令信号又はズーム指令信号)を検出すると、レンズCPU16は、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLを駆動する駆動信号を出力するとともに、ポテンショメータFP及びZPからフォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置を読み込む(ステップS70及びS72)。次に、レンズCPU16は、ステップS70及びS72において読み込まれたレンズ位置に対応する補正データをEEPROM18から取得する(ステップS74)。その次に、取得した補正データに基づいて、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)のCCDから読み出された画面内における移動を打ち消すように、補正レンズ82を水平方向及び垂直方向に駆動する(ステップS76及びS78)。そして、フォーカス指令信号を検出すると(ステップS80)、ステップS70に戻る。
本実施形態によれば、光軸上にある被写体(画像中心)が画面内で動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLの移動に合わせて、補正レンズ82により画像の中心移動を補正することができる。これにより、フォーカシング及びズーミング時にも視覚的に違和感のない画像を撮影することができる。
次に、本発明に係るレンズシステムの第3の実施形態について、図12及び図13を参照して説明する。図12は、本発明の第3の実施形態に係るレンズシステムの主要構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、上記図1等と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。また、図12では、上記した絞りIやフォーカスレンズFL、ズームレンズZL及びその駆動機構等については図示を省略する。
図12に示すように、本実施形態のレンズシステムはレンズ装置100からなり、レンズ装置100は、レンズCPU16、EEPROM18、D/A変換器20、A/D変換器22等のほか、エクステンダ102、エクステンダ駆動軸駆動用モータ104、位置センサ106、アンプ108を備える。
エクステンダ102は、例えば、2倍、等倍、0.8倍等の複数のレンズユニット102Bを備えており、レンズ装置100の光軸上のレンズユニット102bを不図示の駆動手段により入れ替えて画像の倍率を変更する。
レンズCPU16は、フォーカシングやズーミング時に、ポテンショメータFP、ZPによって検出されたフォーカス位置及びズーム位置に基づいて、画像の中心移動を補正するための補正データをEEPROM18から取得する。そして、レンズCPU16は、EEPROM18から取得した補正データに基づいてエクステンダ102の駆動軸102Aを水平方向及び垂直方向に駆動する駆動信号をHアンプ108H及びVアンプ108Vに出力し、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)がCCDから読み出された画面内において動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置の変位に合わせて、駆動軸102Aの位置を制御する。なお、補正データの取得と、駆動軸102Aの位置の制御は、例えば、1フィールドの撮影ごとに行う。また、補正データは、エクステンダ102の倍率に応じて用意されており、駆動軸102Aの移動量は、エクステンダ102の倍率によって異なる。
次に、本実施形態のレンズシステムにおいて画像の中心移動を補正する処理の流れについて、図13を参照して説明する。図13は、レンズCPU16における画像の中心移動の補正処理の流れを示すフローチャートである。まず、フォーカスデマンドFD又はズームデマンドZDからの操作入力(フォーカス指令信号又はズーム指令信号)を検出すると、レンズCPU16は、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLを駆動する駆動信号を出力するとともに、ポテンショメータFP及びZPからフォーカスレンズFL及びズームレンズZLのレンズ位置を読み込む(ステップS90及びS92)。次に、レンズCPU16は、ステップS90及びS92において読み込まれたレンズ位置に対応する補正データをEEPROM18から取得する(ステップS94)。その次に、取得した補正データに基づいて、フォーカシング及びズーミングの開始前に光軸上にあった被写体(画像中心)のCCDから読み出された画面内における移動を打ち消すように、エクステンダ102の駆動軸102Aを水平方向及び垂直方向に駆動する(ステップS96及びS98)。そして、フォーカス指令信号を検出すると(ステップS100)、ステップS90に戻る。
本実施形態によれば、光軸上にある被写体(画像中心)が画面内で動かないように、フォーカスレンズFL及びズームレンズZLの移動に合わせて、エクステンダ102の駆動軸102Aを移動させることにより画像の中心移動を補正することができる。これにより、フォーカシング及びズーミング時にも視覚的に違和感のない画像を撮影することができる。
なお、上記第3の実施形態では、エクステンダ102がレンズ装置100に組み込まれていたが、例えば、レンズ装置100に取り付けるアダプタ状のエクステンダであっても補正データをエクステンダアダプタに送信して、エクステンダの駆動軸を移動させることにより画像の中心移動を補正することができる。
また、上記第2及び第3の実施形態に係るレンズシステムでは、像ブレ補正用の補正レンズ82やエクステンダ102の駆動軸102Aを移動させて画像の中心移動を補正するようにしたが、画像の中心移動を補正するための専用の可動のレンズ群を設けるようにしてもよい。
また、本発明のレンズシステム及びカメラシステムを複数のレンズ装置を使用して視差映像を撮影する立体カメラに適用することにより、画像の中心移動の補正に加えて、複数台のレンズ装置の光軸を相互に一致させたり、カメラの撮像素子の中心を精度良く一致させることができる。
10…カメラシステム、12…レンズ装置、14…カメラ本体、16…レンズCPU、18…EEPROM、20…D/A変換器、22…A/D変換器、FL…フォーカスレンズ(群)、ZL…ズームレンズ(群)、I…絞り、IA、FA、ZA…アンプ、IM、FM、ZM…モータ、IP、FP、ZP…ポテンショメータ、FD…フォーカスデマンド、ZD…ズームデマンド、24、26…シリアルコミュニケーションインターフェース(SCI)、28…カメラCPU、30…撮像素子(CCD)、50…レンズシステム、52…防振アダプタ、54…角速度センサ、56…A/D変換器、58…アダプタCPU、60…補正レンズ(群)、62…位置センサ、64…A/D変換器、66…D/A変換器、68…アンプ、70…補正レンズ駆動用モータ、72…シリアルコミュニケーションインターフェース(SCI)、80…レンズ装置、82…補正レンズ(群)、84H及び84V…補正レンズ駆動用モータ、86H及び86V…位置センサ、88H及び88V…アンプ、100…レンズ装置、102…エクステンダ、102A…駆動軸、102B…レンズユニット、104H及び104V…エクステンダ駆動軸駆動用モータ、106H及び106V…位置センサ、108H及び108V…アンプ
Claims (7)
- フォーカスレンズ及びズームレンズを含み、画像を結像する撮影光学系と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズを駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う駆動手段と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置を取得するレンズ位置取得手段と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置の移動時に、前記取得したレンズ位置に基づいて前記結像した画像の中心が移動する中心移動を補正する中心移動補正手段と、
を備えることを特徴とするレンズシステム。 - 前記中心移動補正手段は、前記撮影光学系の可動レンズを移動させて前記中心移動を補正することを特徴とする請求項1記載のレンズシステム。
- 前記撮影光学系は、前記撮影光学系に加えられた振動による像ブレを補正する像ブレ補正レンズを更に備え、
前記中心移動補正手段は、前記像ブレ補正レンズを移動させて前記中心移動を補正することを特徴とする請求項1記載のレンズシステム。 - 前記撮影光学系は、倍率を調整するためのエクステンダレンズを更に備え、
前記中心移動補正手段は、前記エクステンダレンズを移動させて前記中心移動を補正することを特徴とする請求項1記載のレンズシステム。 - レンズ装置と、防振アダプタとを備えるレンズシステムにおいて、
前記レンズ装置は、
フォーカスレンズ及びズームレンズを含み、画像を結像する撮影光学系と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズを駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う駆動手段と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置の移動時に、前記結像した画像の中心が移動する中心移動を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置を取得するレンズ位置取得手段と、
前記取得したレンズ位置に対応する補正データを取得して前記防振アダプタに送信するデータ送信手段とを備え、
前記防振アダプタは、
前記レンズ装置に加えられた像ブレを補正する像ブレ補正レンズと、
前記データ送信手段から送信された補正データを受信するデータ受信手段と、
前記受信した補正データに基づいて前記駆動手段を制御し、前記結像した画像の中心が移動しないように中心移動を補正する中心移動補正手段と、
を備えることを特徴とするレンズシステム。 - 前記撮影光学系は、倍率を調整するためのエクステンダレンズを更に備え、
前記中心移動補正手段は、前記エクステンダレンズの倍率に応じて前記中心移動を補正することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載のレンズシステム。 - レンズ装置と、カメラ本体とを備えるカメラシステムにおいて、
前記レンズ装置は、
フォーカスレンズ及びズームレンズを含み、画像を結像する撮影光学系と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズを駆動し、フォーカシング及びズーミングを行う駆動手段と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置の移動時に、前記結像した画像の中心が移動する中心移動を補正するための補正データを記憶する補正データ記憶手段と、
前記フォーカスレンズ及びズームレンズのレンズ位置を取得するレンズ位置取得手段と、
前記取得したレンズ位置に対応する補正データを取得して前記カメラ本体に送信するデータ送信手段とを備え、
前記カメラ本体は、
前記撮影光学系によって画像が結像される撮像素子と、
前記データ送信手段から送信された補正データを受信するデータ受信手段と、
前記受信した補正データに基づいて、前記撮像素子に結像された画像の読み出し開始位置を調整する読み出し開始位置調整手段と、
を備えることを特徴とするカメラシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005245723A JP2007058028A (ja) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | レンズシステム及びカメラシステム |
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JP2005245723A JP2007058028A (ja) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | レンズシステム及びカメラシステム |
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JP2007058028A true JP2007058028A (ja) | 2007-03-08 |
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JP2005245723A Pending JP2007058028A (ja) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | レンズシステム及びカメラシステム |
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JP (1) | JP2007058028A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013117457A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Nikon Corp | 検出装置および光学装置 |
CN113452897A (zh) * | 2020-03-27 | 2021-09-28 | 浙江宇视科技有限公司 | 一种图像处理方法、系统、设备及计算机可读存储介质 |
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2005
- 2005-08-26 JP JP2005245723A patent/JP2007058028A/ja active Pending
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