JP2017207650A - Lens device - Google Patents

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裕司 ▲高▼嶋
裕司 ▲高▼嶋
Yuji Takashima
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens device capable of outputting an image without any discomfort by aligning animations of a real image and of a CG image when the CG image is synthesized by a virtual image synthesizer even under such conditions that an optical vibration-proof function is effective.SOLUTION: A lens device having a vibration-proof function is provided, which is to be applied for a virtual image system to synthesize an image captured by an image pickup device having a vibration-proof function with other images. The lens device includes: image blur correction means for correcting image blur caused by vibration occurring in the lens device; vibration-proof position detection means for detecting a position of the image blur correction means; vibration detection means for detecting vibration of the lens device; control means for controlling the image blur correction means on the basis of the detected vibration; and output means for outputting information about the position of the image blur correction means and of the vibration detected by the vibration detection means to the outside.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光学防振機能を備えたレンズ装置に関し、特に放送用又は業務用のテレビカメラのレンズ交換式のカメラ本体に装着され、レンズに掛かる振動や手ぶれ等による像振れを補正する光学防振機能を備えたレンズ装置に関するものである。   The present invention relates to a lens apparatus having an optical image stabilization function, and more particularly to an optical image stabilization system that is mounted on a camera body of an interchangeable lens of a television camera for broadcasting or business use and corrects image blur due to vibration or camera shake applied to the lens. The present invention relates to a lens device having a vibration function.

近年、番組制作においてカメラで撮影した映像にコンピュータグラフィックで製作した映像(以下CG映像と記載する)を合成するバーチャル映像システムが導入されている。
バーチャル映像システムではカメラで撮影した映像以外にレンズのズーム、フォーカス、開口絞り等の位置データが出力され、その位置情報を基にCG映像が撮影した映像に合成される。
In recent years, a virtual video system has been introduced that synthesizes video produced by computer graphics (hereinafter referred to as CG video) with video taken by a camera in program production.
In the virtual video system, position data such as lens zoom, focus, aperture stop, etc. is output in addition to the video shot by the camera, and the CG video is synthesized with the video shot based on the positional information.

また、レンズに掛かる振動や手ぶれによる像振れを補正する光学防振機構を備えた放送用又は業務用のテレビカメラのレンズ装置があり、振動に起因する像振れを打ち消すように像振れ補正光学系をアクチュエータで駆動させ像振れを補正する。例えば、特許文献1では防振用シフトレンズの移動によって生じる収差や周辺光量落ちの変動を補正するため、ズーム、フォーカス、アイリス等の位置データと、防振用シフトレンズの位置に対応したアナログ信号をカメラに出力するレンズ装置が開示されている。   In addition, there is a lens device for a broadcast or commercial television camera equipped with an optical image stabilization mechanism that corrects image shake due to vibration and camera shake applied to the lens, and an image shake correction optical system so as to cancel image shake caused by vibration. Is driven by an actuator to correct image blur. For example, in Patent Document 1, in order to correct fluctuations in aberration and peripheral light loss caused by the movement of the vibration-proof shift lens, position data such as zoom, focus, and iris, and an analog signal corresponding to the position of the vibration-proof shift lens Is disclosed to a camera.

特許第5241019号公報Japanese Patent No. 5241019

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、レンズに掛かる振動や手ぶれによる像振れを補正する光学防振機構において、像振れを補正するモータ(アクチュエータ)の応答遅延や制御特性により、像振れを完全に補正できない場合がある。そのような場合、レンズそのものが静止状態であっても、光学防振機構において像振れが補正しきれずに残った残振分だけ上下左右方向に動いたような映像がカメラより出力される。その映像とCG映像とバーチャル映像システムにて合成した時、実写映像とCG映像の位置が一致せず、違和感のある合成映像となってしまう。また、レンズの設置状況によって残振分が多い場合はバーチャル映像システムを使用する場合はレンズの光学防振機能を一時的に無効にしなくてはならない。   However, in the prior art disclosed in the above-mentioned patent document, in an optical image stabilization mechanism that corrects image shake due to vibration applied to a lens or camera shake, an image is corrected due to a response delay and control characteristics of a motor (actuator) that corrects image shake. In some cases, the shake cannot be completely corrected. In such a case, even if the lens itself is in a stationary state, an image is output from the camera as if the image stabilization was not corrected by the optical image stabilization mechanism and the remaining vibration was moved in the vertical and horizontal directions. When the video, the CG video, and the virtual video system are combined, the positions of the live-action video and the CG video do not match, resulting in a composite video with a sense of discomfort. In addition, when there is a large amount of residual vibration depending on the installation status of the lens, the optical image stabilization function of the lens must be temporarily disabled when using the virtual video system.

本発明は、レンズの光学防振機能を有効にしてもバーチャル映像合成装置でCG映像を合成した時、実写映像とCG映像の動きを一致させ、振動に起因するズレがないように実写映像とCG映像を合成し、違和感のない映像を出力可能にしたレンズ装置を提供する。   Even when the optical image stabilization function of the lens is enabled, when the CG video is synthesized by the virtual video synthesizer, the motion of the real video and the CG video are matched so that there is no deviation caused by vibration. Provided is a lens device capable of synthesizing CG images and outputting images without a sense of incongruity.

上記目的を達成するために、本発明のレンズ装置は、防振機能を有する撮影装置によって撮影された映像とその他の映像を合成するバーチャル映像システムに適用される、防振機能を有するレンズ装置であって、前記レンズ装置に生じた振動に起因する像振れを補正する像振れ補正手段と、前記像振れ補正手段の位置を検出する防振位置検出手段と、前記レンズ装置の振動を検出する振動検出手段と、検出された振動に基づいて、前記像振れ補正手段を制御する制御手段と、前記像振れ補正手段の位置、前記振動検出手段で検出された振動、の情報を外部に出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the lens device of the present invention is a lens device having an anti-vibration function, which is applied to a virtual video system that synthesizes an image captured by an imaging device having an anti-vibration function and other images. An image blur correction unit that corrects an image blur caused by the vibration generated in the lens device, an image stabilization position detection unit that detects a position of the image blur correction unit, and a vibration that detects the vibration of the lens device. Output that outputs information on detection means, control means for controlling the image shake correction means based on the detected vibration, position of the image shake correction means, and vibration detected by the vibration detection means to the outside And means.

本発明の別の態様のレンズ装置は、防振機能を有する撮影装置によって撮影された映像とその他の映像を合成するバーチャル映像システムに適用される、防振機能を有するレンズ装置であって、前記レンズ装置に生じた振動に起因する像振れを補正する像振れ補正手段と、前記像振れ補正手段の位置を検出する防振位置検出手段と、前記レンズ装置の振動を検出する振動検出手段と、検出された振動に基づいて、前記像振れ補正手段を制御する制御手段と、前記像振れ補正手段の位置と検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段で補正しきれなかった残振を演算する残振演算手段と、前記残振演算手段で演算された振動、の情報を外部に出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。   A lens apparatus according to another aspect of the present invention is a lens apparatus having an anti-vibration function, which is applied to a virtual video system that synthesizes an image captured by an imaging apparatus having an anti-vibration function and other images. An image blur correction unit that corrects an image blur caused by vibration generated in the lens device, an image stabilization position detection unit that detects a position of the image blur correction unit, a vibration detection unit that detects a vibration of the lens device, and Based on the detected vibration, control means for controlling the image shake correcting means, and based on the position of the image shake correcting means and the detected vibration, the residual vibration that could not be corrected by the image shake correcting means. And an output means for outputting information on the vibration calculated by the after vibration calculation means to the outside.

本発明によればレンズの光学防振機能を有効にしてもバーチャル映像合成装置でのCG映像の合成で実写映像とCG映像の動きを一致させ、振動に起因するズレがないよう実写映像とCG映像を合成し、違和感のない映像を出力できるレンズ装置を提供可能となる。   According to the present invention, even if the optical image stabilization function of the lens is enabled, the motion of the live-action video and the CG video is matched by the synthesis of the CG video in the virtual video synthesis device, and there is no deviation caused by vibration. It is possible to provide a lens apparatus that can synthesize images and output images without a sense of incongruity.

実施例1におけるレンズ装置の構成図である。1 is a configuration diagram of a lens device in Embodiment 1. FIG. 実施例1の実写映像の例である。3 is an example of a live-action image of Example 1. 実施例1のCG映像の例である。It is an example of the CG image | video of Example 1. FIG. 実施例1の合成映像の例である。2 is an example of a composite image of Example 1. FIG. 実施例2におけるレンズ装置の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram of a lens device in Embodiment 2.

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態にかかわる光学防振機能を備えたレンズ装置の構成図である。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a lens apparatus having an optical image stabilization function according to an embodiment of the present invention.

以下、図1を参照して、本発明の第1の実施例による、防振機能を有する撮影装置によって撮影された映像とその他の映像を合成するバーチャル映像システムに適用される、防振機能を有するレンズ装置、の構成について説明する。   Hereinafter, referring to FIG. 1, the image stabilization function applied to the virtual image system for synthesizing the image captured by the image capturing apparatus having the image stabilization function and the other image according to the first embodiment of the present invention. A configuration of the lens device having the above will be described.

レンズ装置1には撮像部であるカメラ(カメラ装置)3が接続されており、カメラ3で撮像された映像はカメラ3の映像出力部31を介して、バーチャル映像合成装置4に接続されている。レンズ装置1、カメラ3、バーチャル映像合成装置4で、バーチャル映像システムが構成される。   A camera (camera device) 3 that is an imaging unit is connected to the lens device 1, and an image captured by the camera 3 is connected to a virtual video composition device 4 via a video output unit 31 of the camera 3. . The lens device 1, the camera 3, and the virtual video composition device 4 constitute a virtual video system.

また、レンズ装置1には被写体の光学像を形成する光学系と、光学系の駆動及び制御を行う制御部が構成されている。光学系はフォーカス調整のために光軸方向に移動可能に配置されたフォーカスレンズ11、ズーム調整のために光軸方向に移動可能に配置されたズームレンズ12、明るさ調整のために開閉動作可能な開口絞り13と防振(像振れ補正)のための光学防振用レンズ(像振れ補正手段、補正レンズ)17及びその他の図示しない固定レンズを備えている。   In addition, the lens apparatus 1 includes an optical system that forms an optical image of a subject and a control unit that drives and controls the optical system. The optical system has a focus lens 11 arranged to be movable in the optical axis direction for focus adjustment, a zoom lens 12 arranged to be movable in the optical axis direction for zoom adjustment, and can be opened and closed for brightness adjustment. And an optical anti-vibration lens (image blur correction means, correction lens) 17 for image stabilization (image blur correction) and other fixed lenses (not shown).

フォーカスレンズ11には前記フォーカスレンズ11を駆動するための駆動機構(図示なし)と現在の位置を検出するフォーカス位置検出器(フォーカス位置検出手段)14を備えている。ズームレンズ12には前記ズームレンズ12を駆動するための駆動機構(図示なし)と現在の位置を検出するズーム位置検出器(ズーム位置検出手段)15を備えている。開口絞り13には前記開口絞り13を駆動するための駆動機構(図示なし)と現在の位置を検出する開口絞り位置検出器(絞り位置検出手段)16を備えている。   The focus lens 11 is provided with a drive mechanism (not shown) for driving the focus lens 11 and a focus position detector (focus position detecting means) 14 for detecting the current position. The zoom lens 12 is provided with a drive mechanism (not shown) for driving the zoom lens 12 and a zoom position detector (zoom position detecting means) 15 for detecting the current position. The aperture stop 13 is provided with a drive mechanism (not shown) for driving the aperture stop 13 and an aperture stop position detector (aperture position detecting means) 16 for detecting the current position.

光学防振用レンズ17は前記光学防振用レンズ17をピッチ(上下)方向に駆動するピッチ駆動モータ18aとヨー(左右)方向に駆動するヨー駆動モータ18bが構成され、現在のピッチ位置を検出するピッチ検出器(防振位置検出手段)19aと現在のヨー位置を検出するヨー検出器(防振位置検出手段)19bを備えている。   The optical image stabilization lens 17 includes a pitch drive motor 18a that drives the optical image stabilization lens 17 in the pitch (up and down) direction and a yaw drive motor 18b that drives in the yaw (left and right) direction, and detects the current pitch position. And a yaw detector (anti-vibration position detection means) 19b for detecting the current yaw position.

また、レンズ装置1に生じた振動を検出するためのピッチ方向の振動検出センサ(振動検出手段)(ジャイロセンサ等)20aとヨー方向の振動検出センサ(振動検出手段)20bが構成され、その出力は制御部であるCPU(制御手段)21に入力される。また、各光学部材の位置検出器14、15、16、19a、19bの出力はCPU21に入力される。各光学部材の位置検出器14、15、16、19a、19b及び振動検出センサ20a、20bの検出値は、CPU21から出力部(出力手段)23を介してバーチャル映像合成装置4に出力される。
また、CPU21へは、図示しない操作部材からの各光学系の設定位置や移動速度等の指令値が入力部22から入力される。
Also, a pitch direction vibration detection sensor (vibration detection means) (gyro sensor or the like) 20a and a yaw direction vibration detection sensor (vibration detection means) 20b for detecting vibration generated in the lens device 1 are configured and output thereof. Is input to a CPU (control means) 21 which is a control unit. Further, the outputs of the position detectors 14, 15, 16, 19a, 19b of each optical member are input to the CPU 21. The detection values of the position detectors 14, 15, 16, 19 a, 19 b and the vibration detection sensors 20 a, 20 b of each optical member are output from the CPU 21 to the virtual video composition device 4 via the output unit (output means) 23.
In addition, command values such as setting positions and moving speeds of optical systems from operation members (not shown) are input to the CPU 21 from the input unit 22.

CPU21では前記操作部材からの制御信号に従って、フォーカスレンズ11、ズームレンズ12、開口絞り13を所望の速度で各光学部材の駆動機構を制御ができるようになっている。各位置検出器14、15、16から出力される位置信号はCPU21に入力され、これによって各光学部材11〜13の現在位置を検出することができ、各光学部材11〜13の各々を駆動することによって所望の位置に制御することができるようになっている。   The CPU 21 can control the drive mechanism of each optical member at a desired speed with respect to the focus lens 11, the zoom lens 12, and the aperture stop 13 in accordance with a control signal from the operation member. Position signals output from the position detectors 14, 15, and 16 are input to the CPU 21, whereby the current positions of the optical members 11 to 13 can be detected, and each of the optical members 11 to 13 is driven. Thus, it can be controlled to a desired position.

また、光学防振用レンズ17を光軸に対して垂直の成分を有する方向に駆動制御するための駆動モータ18a、18bはCPU21からの駆動信号に従って所望の速度で駆動することができるようになっている。一方、光学防振用レンズ17の位置(ピッチとヨー方向)を検出する検出器19a、19bから出力される位置信号はCPU21に入力され、これによって光学防振用レンズ17の現在位置を検出し、所望の位置に制御することができるようになっている。   In addition, the drive motors 18a and 18b for driving and controlling the optical image stabilization lens 17 in a direction having a component perpendicular to the optical axis can be driven at a desired speed in accordance with a drive signal from the CPU 21. ing. On the other hand, position signals output from the detectors 19a and 19b for detecting the position (pitch and yaw direction) of the optical image stabilization lens 17 are input to the CPU 21, thereby detecting the current position of the optical image stabilization lens 17. , And can be controlled to a desired position.

CPU21には振動検出センサ20a、20bからレンズ装置1に生じたピッチ方向とヨー方向の各々の方向の振動を示す振れ信号が入力されるようになっており、光学防振用レンズ17は、その振れ信号に基づいて制御されるようになっている。ピッチ方向とヨー方向の各々に関して、レンズ装置1に生じた振動に起因する像振れを打ち消すような補正量をCPU21にて算出する。その補正量に基づいて光学防振用レンズ17の制御位置を算出し、光学防振用レンズ17を駆動する。これによってレンズ装置1に生じた振動に起因する像振れが補正されるようになっている。光学防振用レンズ17の駆動制御においては、防振レンズの駆動量と画像の移動量はズーム位置に依存するため、ズーム位置検出器15からの位置信号も考慮される。さらに、フォーカスレンズの位置が画角に影響を及ぼす場合には、フォーカス位置検出器14からの位置信号も考慮して、光学防振用レンズ7の駆動制御が行われる。
レンズ装置1と、該レンズ装置によって形成される被写体像を撮像するカメラ装置3とにより、防振機能を有する撮影装置を構成している。
A vibration signal indicating vibration in each of the pitch direction and the yaw direction generated in the lens apparatus 1 is input to the CPU 21 from the vibration detection sensors 20a and 20b. It is controlled based on the shake signal. With respect to each of the pitch direction and the yaw direction, the CPU 21 calculates a correction amount that cancels the image blur caused by the vibration generated in the lens apparatus 1. Based on the correction amount, the control position of the optical image stabilization lens 17 is calculated, and the optical image stabilization lens 17 is driven. As a result, image blur due to vibration generated in the lens apparatus 1 is corrected. In the drive control of the optical image stabilization lens 17, the position signal from the zoom position detector 15 is also taken into account because the drive amount of the image stabilization lens and the moving amount of the image depend on the zoom position. Further, when the position of the focus lens affects the angle of view, drive control of the optical image stabilization lens 7 is performed in consideration of the position signal from the focus position detector 14.
The lens apparatus 1 and the camera apparatus 3 that captures a subject image formed by the lens apparatus constitute an imaging apparatus having an image stabilization function.

一方、バーチャル映像合成装置4は、レンズ装置1の出力部23から受信した検出値をもとに、カメラ3の映像出力部31から取得した実写映像とバーチャル映像合成装置4のCG映像を合成することによって合成映像を作り出す。例えば、カメラから図2のような映像を取得したとする。レンズ装置1から取得される位置情報をもとに、あらかじめバーチャル映像合成装置4に作成・保存しておいたCG映像(図3)と実写映像(図2)を合成することで、図4のような合成映像を作成する。作成された合成映像をモニタに表示することによって、実写映像の中のCG映像で作成した物体があたかも存在するような映像を見ることができる。   On the other hand, based on the detection value received from the output unit 23 of the lens apparatus 1, the virtual video composition device 4 synthesizes the real image obtained from the video output unit 31 of the camera 3 and the CG video of the virtual video composition device 4. To create a composite image. For example, assume that an image as shown in FIG. 2 is acquired from a camera. Based on the position information acquired from the lens device 1, the CG image (FIG. 3) created and stored in the virtual image composition device 4 in advance and the live-action image (FIG. 2) are synthesized, so that FIG. Create a composite video like this. By displaying the created composite video on the monitor, it is possible to see a video as if the object created by the CG video in the live-action video exists.

像振れ補正機能を有効にした時、カメラ3からバーチャル映像合成装置4に出力される実写映像は光学防振用レンズ17を駆動制御するための駆動モータ18a、18bの応答遅延や制御特性により、レンズ装置1に掛かる像振れを完全に補正できないことがある。その場合、像振れ補正の未補正分だけレンズ装置1をピッチ(上下)方向及びヨー(左右)方向に動いたような映像が出力される。   When the image blur correction function is enabled, the actual shot image output from the camera 3 to the virtual image synthesizing device 4 depends on the response delay and control characteristics of the drive motors 18a and 18b for driving and controlling the optical image stabilization lens 17. In some cases, image blur applied to the lens apparatus 1 cannot be completely corrected. In this case, an image is output as if the lens apparatus 1 was moved in the pitch (up and down) direction and the yaw (left and right) direction by an uncorrected amount of image blur correction.

バーチャル映像合成装置4は、各光学部材の検出器14、15、16、19a、19bで検出された位置情報に加え、振動検出センサ20a、20bで検出された振動情報をレンズ装置1から受信する。それに基づき、レンズ装置1の像振れが補正機能にて補正しきれない未補正分を演算し、CG映像をその未補正分だけ位置を補正して映像を合成する。   The virtual image synthesizing device 4 receives the vibration information detected by the vibration detection sensors 20a and 20b from the lens device 1 in addition to the position information detected by the detectors 14, 15, 16, 19a and 19b of each optical member. . Based on this, an uncorrected amount in which the image blur of the lens apparatus 1 cannot be corrected by the correction function is calculated, and the position of the CG image is corrected by the uncorrected amount to synthesize the image.

以上のように、レンズ装置1にて像振れが補正機能にて補正しきれない未補正分があっても、レンズ装置1より出力される各光学部材の位置及び振動検出センサの検出値より像振れの補正機能の未補正分に応じてCG映像の位置を補正し合成する。その結果、実写映像とCG映像の動きが一致し、振動に起因するズレが生じないように撮影された映像とその他の画像を合成し、違和感のない映像を出力することが可能となる。また、補正量は外部のバーチャル映像合成装置4で演算可能なため、レンズ装置1のCPU21の処理負荷が小さくて済み、安価な部品を使用する事が可能である。   As described above, even if there is an uncorrected amount in which the image blur cannot be corrected by the correction function in the lens device 1, an image is obtained from the position of each optical member output from the lens device 1 and the detection value of the vibration detection sensor. The position of the CG image is corrected and synthesized according to the uncorrected amount of the shake correction function. As a result, it is possible to synthesize the captured video and other images so that the motion of the actual captured video and the CG video match, and no deviation caused by vibration, and output a video with no sense of incongruity. Further, since the correction amount can be calculated by the external virtual image synthesizing device 4, the processing load on the CPU 21 of the lens device 1 can be reduced, and inexpensive parts can be used.

本実施例において、各光学部材の位置検出器14、15、16、19a、19b及び振動検出センサ20a、20bの検出値がレンズ装置1からバーチャル映像合成装置4に出力されている。しかし、単焦点レンズにおいては、光学防振用レンズ17の位置を出力することで本発明の効果を得ることができる。また、ズームレンズにおいては、光学防振用レンズ17の位置とズームレンズの位置を出力することによって本発明の効果を得ることができる。また、フォーカスレンズの位置を出力することにより、フォーカス位置の変動に起因する焦点距離(画角)への影響も考慮したより精密なバーチャル映像の合成を実現することができる。さらに、フォーカスレンズ、開口絞り、ズームレンズの位置を出力することにより、撮影映像とバーチャル映像との間の位置ずれだけでなく、被写界深度を考慮したボケ味をも調整されたより好ましいバーチャル映像合成を実現することもできる。   In this embodiment, the detection values of the position detectors 14, 15, 16, 19 a, 19 b and the vibration detection sensors 20 a, 20 b of each optical member are output from the lens device 1 to the virtual image composition device 4. However, in the single focus lens, the effect of the present invention can be obtained by outputting the position of the optical image stabilization lens 17. In the zoom lens, the effect of the present invention can be obtained by outputting the position of the optical image stabilization lens 17 and the position of the zoom lens. Further, by outputting the position of the focus lens, it is possible to realize a more accurate synthesis of virtual video considering the influence on the focal length (view angle) due to the fluctuation of the focus position. Furthermore, by outputting the position of the focus lens, aperture stop, and zoom lens, more preferable virtual video that is adjusted not only for positional deviation between the captured video and virtual video, but also for blurring considering depth of field Synthesis can also be realized.

以下、図5を参照して、本発明の第2の実施例による、レンズ装置の構成について説明する。
図5は図1と比較して異なる点はレンズ装置1の内部に像振れ補正機能の未補正分を演算する残振演算部(残振演算手段)24を設けた点である。図1と異なる構成について以下に詳細に説明する。
The configuration of the lens apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 5 is different from FIG. 1 in that an after vibration calculation unit (after vibration calculation means) 24 for calculating an uncorrected portion of the image blur correction function is provided in the lens apparatus 1. A configuration different from FIG. 1 will be described in detail below.

CPU21には振動検出センサ20a、20bからレンズ装置1に生じたピッチ方向とヨー方向の各々の方向の振動を示す検出信号が入力されるようになっている。その検出信号に基づいて、像振れを打ち消すように光学防振用レンズ17は制御されるようになっている。この時、振動検出センサ20a、20bで検出された振動情報及び光学防振用レンズ17の位置検出器19a、19bの検出値で検出された位置情報に基づき像振れ補正機能の未補正分を残振演算部24で演算する。残振演算部24での像振れ補正機能の未補正分の演算において、防振レンズの駆動量と画像の移動量はズーム位置に依存するため、ズーム位置検出器15からの位置信号も考慮される。さらに、フォーカスレンズの位置が画角に影響を及ぼす場合には、フォーカス位置検出器14からの位置信号も考慮される。その演算結果として、各光学部材の検出器14、15、16で検出された位置情報に加え残振演算部24で得られたピッチ(上下)及びヨー(左右)の像振れ補正機能の未補正分が出力部23を介してバーチャル映像合成装置4に出力される。バーチャル映像合成装置4ではレンズ装置1から受信した各光学部材の検出器14、15、16の位置情報に加え像振れ補正機能の上下左右方向の未補正分より、CG映像の合成位置を決定し合成映像を作成する。   The CPU 21 receives detection signals indicating vibrations in the pitch direction and the yaw direction generated in the lens device 1 from the vibration detection sensors 20a and 20b. Based on the detection signal, the optical image stabilization lens 17 is controlled so as to cancel the image blur. At this time, the uncorrected portion of the image blur correction function is left based on the vibration information detected by the vibration detection sensors 20a and 20b and the position information detected by the position detectors 19a and 19b of the optical image stabilization lens 17. The vibration calculation unit 24 performs the calculation. In the calculation of the uncorrected amount of the image blur correction function in the after-shake calculation unit 24, since the driving amount of the image stabilizing lens and the moving amount of the image depend on the zoom position, the position signal from the zoom position detector 15 is also taken into consideration. The Further, when the position of the focus lens affects the angle of view, a position signal from the focus position detector 14 is also considered. As a result of the calculation, in addition to the position information detected by the detectors 14, 15 and 16 of each optical member, the uncorrected pitch (up and down) and yaw (left and right) image blur correction functions obtained by the after vibration calculation unit 24 Minutes are output to the virtual video composition device 4 via the output unit 23. In the virtual image synthesizing device 4, the composition position of the CG image is determined based on the position information of the detectors 14, 15, 16 of each optical member received from the lens device 1 and the uncorrected amount of the image shake correction function in the vertical and horizontal directions. Create a composite video.

画角がフォーカスレンズの位置に影響を受けるシステムにおいては、フォーカスレンズの位置を出力することにより、フォーカス位置の変動に起因する焦点距離(画角)への影響も考慮したより精密なバーチャル映像の合成を実現することができる。さらに、フォーカスレンズ、開口絞り、ズームレンズの位置を出力することにより、撮影映像とバーチャル映像との間の位置ずれだけでなく、被写界深度を考慮したボケ味をも調整されたより好ましいバーチャル映像合成を実現することもできる。   In systems where the angle of view is affected by the position of the focus lens, by outputting the position of the focus lens, more precise virtual images that take into account the influence on the focal length (angle of view) due to the change in the focus position are taken into account. Synthesis can be realized. Furthermore, by outputting the position of the focus lens, aperture stop, and zoom lens, more preferable virtual video that is adjusted not only for positional deviation between the captured video and virtual video, but also for blurring considering depth of field Synthesis can also be realized.

以上のように、レンズ装置1にて像振れが補正機能にて補正しきれない未補正分が残っても、レンズ装置1より出力される各光学部材の位置及び像振れ補正機能の未補正分よりCG映像の合成位置を変更する。この処理によってバーチャル映像合成装置4にてCG映像を合成した時に実写映像とCG映像の動きが一致し、振動に起因するズレが生じないように撮影された映像とその他の画像を合成し、違和感のない映像を出力することが可能となる。また、レンズ装置1内部で演算された像振れ補正機能の未補正分と各光学部材の位置を出力しバーチャル映像合成装置4で合成するため、バーチャル映像合成装置4との通信を頻繁に行う必要がないため、通信遅延処理を少なくすることが可能である。   As described above, even if an uncorrected portion in which the image blur cannot be corrected by the correction function remains in the lens device 1, the position of each optical member output from the lens device 1 and the uncorrected portion of the image blur correction function. Thus, the composition position of the CG video is changed. Through this process, when the CG video is synthesized by the virtual video synthesizer 4, the motion of the live-action video and the CG video match, and the shot video and other images are synthesized so that there is no deviation caused by vibration, and the sense of incongruity It is possible to output a video without any noise. Further, since the uncorrected portion of the image blur correction function calculated in the lens device 1 and the position of each optical member are output and synthesized by the virtual video synthesizer 4, it is necessary to frequently communicate with the virtual video synthesizer 4. Therefore, it is possible to reduce communication delay processing.

例示した実施例においては、像振れ補正機能が、光軸に対して垂直方向の成分を有して移動する像振れ補正レンズで実現される場合を例示したが、本発明はこの構成に限定されることはない。可変頂角プリズムによって光軸方向を変更する機構によっても本発明を実現することができる。また、レンズ系に像振れ補正機能を持たず、撮像素子の位置を光軸と垂直の成分を有する方向に移動させる構成の像振れ補正機能であってもよい。その場合には、撮像素子の位置も制御にフィードバックすることになる。さらに、像振れ補正機能を光学的構成部材の移動ではなく、画像処理によって実現する像振れ補正機能に対しても適用可能である。その場合には、像振れ補正レンズや撮像素子の位置に代えて、画像処理によって画像をシフトする方向と量を使用することになる。   In the illustrated embodiment, the case where the image blur correction function is realized by an image blur correction lens that moves with a component perpendicular to the optical axis is illustrated. However, the present invention is limited to this configuration. Never happen. The present invention can also be realized by a mechanism that changes the optical axis direction using a variable apex angle prism. In addition, the image blur correction function may be configured such that the lens system does not have an image blur correction function and the position of the image sensor is moved in a direction having a component perpendicular to the optical axis. In that case, the position of the image sensor is also fed back to the control. Furthermore, the image blur correction function can be applied to an image blur correction function realized by image processing instead of movement of the optical components. In that case, instead of the position of the image blur correction lens and the image sensor, the direction and amount of shifting the image by image processing are used.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、レンズ装置1からバーチャル映像合成装置4に対して一方的にデータを送信する構成としてもよい。あるいは、バーチャル映像合成装置4から、出力部23がバーチャル映像の合成に必要な上述した情報を出力するタイミングを決定するトリガ信号が入力部(入力手段)22を介して入力されることによって各検出値又は演算結果を出力するようにしてもよい。本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, a configuration may be adopted in which data is unilaterally transmitted from the lens device 1 to the virtual video composition device 4. Alternatively, each detection is performed when a trigger signal for determining the timing at which the output unit 23 outputs the above-described information necessary for the synthesis of the virtual video is input via the input unit (input unit) 22 from the virtual video synthesis device 4. A value or a calculation result may be output. The present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

1:レンズ装置
3:カメラ(カメラ装置)
4:バーチャル映像合成装置
17:光学防振用レンズ(像振れ補正手段)
20a、20b:振動検出部(振動検出手段)
21:CPU(制御手段)
23:出力部(出力手段)
1: Lens device 3: Camera (camera device)
4: Virtual image synthesizer 17: Lens for optical image stabilization (image blur correction means)
20a, 20b: Vibration detection unit (vibration detection means)
21: CPU (control means)
23: Output unit (output means)

Claims (11)

防振機能を有する撮影装置によって撮影された映像とその他の映像を合成するバーチャル映像システムに適用される、防振機能を有するレンズ装置であって、
前記レンズ装置に生じた振動に起因する像振れを補正する像振れ補正手段と、
前記像振れ補正手段の位置を検出する防振位置検出手段と、
前記レンズ装置の振動を検出する振動検出手段と、
検出された振動に基づいて、前記像振れ補正手段を制御する制御手段と、
前記像振れ補正手段の位置、前記振動検出手段で検出された振動、の情報を外部に出力する出力手段と、
を備える
ことを特徴とするレンズ装置。
A lens apparatus having an image stabilization function applied to a virtual image system that synthesizes an image captured by an image capturing apparatus having an image stabilization function and other images,
Image blur correcting means for correcting image blur caused by vibration generated in the lens device;
Anti-shake position detecting means for detecting the position of the image shake correcting means;
Vibration detecting means for detecting vibration of the lens device;
Control means for controlling the image blur correction means based on the detected vibration;
An output means for outputting information on the position of the image blur correction means and the vibration detected by the vibration detection means;
A lens device comprising:
ズームレンズと、該ズームレンズの位置を検出するズーム位置検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ズームレンズの位置と検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段を制御し、
前記出力手段は、前記像振れ補正手段の位置、前記振動検出手段で検出された振動、前記ズームレンズの位置の情報を外部に出力する、
ことを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。
A zoom lens, and zoom position detecting means for detecting the position of the zoom lens,
The control means controls the image blur correction means based on the position of the zoom lens and the detected vibration,
The output means outputs information on the position of the image shake correction means, the vibration detected by the vibration detection means, and the position of the zoom lens to the outside.
The lens device according to claim 1.
フォーカスレンズと、該フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ズームレンズの位置と前記フォーカスレンズの位置と検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段を制御し、
前記出力手段は、前記像振れ補正手段の位置、前記振動検出手段で検出された振動、前記ズームレンズの位置、前記フォーカスレンズの位置の情報を外部に出力する、
ことを特徴とする請求項2に記載のレンズ装置。
A focus lens and focus position detection means for detecting the position of the focus lens;
The control means controls the image blur correction means based on the position of the zoom lens, the position of the focus lens, and the detected vibration,
The output means outputs information on the position of the image shake correction means, the vibration detected by the vibration detection means, the position of the zoom lens, and the position of the focus lens to the outside.
The lens apparatus according to claim 2.
開口絞りと、該開口絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、を有し、
前記出力手段は、前記像振れ補正手段の位置、前記振動検出手段で検出された振動、前記ズームレンズの位置、前記フォーカスレンズの位置、前記開口絞りの位置の情報を外部に出力する、
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のレンズ装置。
An aperture stop, and aperture position detecting means for detecting the position of the aperture stop,
The output means outputs information on the position of the image shake correction means, the vibration detected by the vibration detection means, the position of the zoom lens, the position of the focus lens, and the position of the aperture stop.
The lens device according to claim 2 or 3, wherein
防振機能を有する撮影装置によって撮影された映像とその他の映像を合成するバーチャル映像システムに適用される、防振機能を有するレンズ装置であって、
前記レンズ装置に生じた振動に起因する像振れを補正する像振れ補正手段と、
前記像振れ補正手段の位置を検出する防振位置検出手段と、
前記レンズ装置の振動を検出する振動検出手段と、
検出された振動に基づいて、前記像振れ補正手段を制御する制御手段と、
前記像振れ補正手段の位置と検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段で補正しきれなかった残振を演算する残振演算手段と、
前記残振演算手段で演算された振動、の情報を外部に出力する出力手段と、
を備えること
を特徴とするレンズ装置。
A lens apparatus having an image stabilization function applied to a virtual image system that synthesizes an image captured by an image capturing apparatus having an image stabilization function and other images,
Image blur correcting means for correcting image blur caused by vibration generated in the lens device;
Anti-shake position detecting means for detecting the position of the image shake correcting means;
Vibration detecting means for detecting vibration of the lens device;
Control means for controlling the image blur correction means based on the detected vibration;
Based on the position of the image blur correction unit and the detected vibration, a residual vibration calculation unit that calculates a residual vibration that could not be corrected by the image blur correction unit;
Output means for outputting information on vibrations calculated by the after vibration calculation means to the outside;
A lens device comprising:
ズームレンズと、該ズームレンズの位置を検出するズーム位置検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ズームレンズの位置と検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段を制御し、
前記残振演算手段は、前記ズームレンズの位置と、前記像振れ補正手段の位置と、検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段で補正しきれなかった残振を演算する、
ことを特徴とする請求項5に記載のレンズ装置。
A zoom lens, and zoom position detecting means for detecting the position of the zoom lens,
The control means controls the image blur correction means based on the position of the zoom lens and the detected vibration,
The after vibration calculating means calculates an after vibration that could not be corrected by the image shake correcting means, based on the position of the zoom lens, the position of the image shake correcting means, and the detected vibration;
The lens device according to claim 5, wherein:
フォーカスレンズと、該フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記ズームレンズの位置と前記フォーカスレンズの位置と検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段を制御し、
前記残振演算手段は、前記ズームレンズの位置と、前記フォーカスレンズの位置と、前記像振れ補正手段の位置と、検出された振動とに基づいて、前記像振れ補正手段で補正しきれなかった残振を演算する、
ことを特徴とする請求項6に記載のレンズ装置。
A focus lens and focus position detection means for detecting the position of the focus lens;
The control means controls the image blur correction means based on the position of the zoom lens, the position of the focus lens, and the detected vibration,
The after-shake calculating means could not be corrected by the image shake correcting means based on the position of the zoom lens, the position of the focus lens, the position of the image shake correcting means, and the detected vibration. Calculate after vibration,
The lens device according to claim 6.
開口絞りと、該開口絞りの位置を検出する絞り位置検出手段と、を有し、
前記出力手段は、前記光学系の位置、前記残振演算手段で演算された振動、前記開口絞りの位置の情報を外部に出力する、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載のレンズ装置。
An aperture stop, and aperture position detecting means for detecting the position of the aperture stop,
The output means outputs the information of the position of the optical system, the vibration calculated by the after vibration calculation means, and the position of the aperture stop,
The lens device according to claim 6 or 7, wherein
前記レンズ装置は前記出力手段が前記情報を出力するタイミングを決定するトリガ信号を入力する入力手段を備え、
前記出力手段は、前記入力手段からの前記トリガ信号に基づいて、前記情報を外部に出力する、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のレンズ装置。
The lens apparatus includes an input unit that inputs a trigger signal that determines a timing at which the output unit outputs the information.
The output means outputs the information to the outside based on the trigger signal from the input means.
The lens device according to claim 1, wherein the lens device is a lens device.
前記像振れ補正手段は、光軸に対して垂直の成分を有する方向に移動する補正レンズを有する補正手段であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のレンズ装置。   The lens apparatus according to claim 1, wherein the image blur correction unit is a correction unit including a correction lens that moves in a direction having a component perpendicular to the optical axis. 請求項1乃至10のいずれか1項に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置によって形成される光学像を撮像するカメラ装置と、
前記レンズ装置の前記出力手段から出力された前記情報に基づき、前記レンズ装置の前記像振れ補正手段による像振れ補正がなされている場合でも、振動に起因するズレが生じないように前記カメラ装置で撮影された映像とその他の画像を合成する映像合成装置と、
を有するバーチャル映像システム。
The lens device according to any one of claims 1 to 10,
A camera device for capturing an optical image formed by the lens device;
Based on the information output from the output unit of the lens apparatus, even when image blur correction by the image blur correction unit of the lens apparatus is performed, the camera apparatus prevents the deviation due to vibration from occurring. A video synthesizer that synthesizes the captured video and other images;
A virtual video system.
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