JP3982052B2 - レンズ制御装置と撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディジタルVCR(Video Cassette Recorder )、テレビジョンカメラ等に用いられるレンズ制御装置と撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮像装置を一体に有するディジタルVCR等に使用される4群インナーフォーカス式のズームレンズシステムでは、ズームする、すなわち、ピントが合った状態を維持したまま、ズームレンズを移動させて画像の倍率を変化させるためには、フォーカスレンズを所定の軌跡に沿って移動させなければならない。
このような軌跡は、ズームトラッキング曲線と称される。
【0003】
ズームトラッキング曲線は、一般に被写体までの距離によって変化する。
そこで、実際のレンズ制御では、代表的な数種類の距離における数本の代表的なズームトラッキング曲線を示すデータであるズームトラッキング曲線データを記憶手段に記憶しておき、代表的な距離以外の距離については、代表的な前記データに基づいてフォーカスレンズ位置を制御することが多い。
【0004】
画質の向上または新たな機能付加等のため、4群インナーフォーカス式のズームレンズシステムの光路上に赤外線遮断フィルタ等のフィルタを出し入れする構成を付加することがある。
この場合、フィルタの屈折率が空気と異なる等の要因により、特に赤外線遮断フィルタでは該フィルタの通過光の波長が異なる等の要因により、フィルタの移動に伴ってレンズシステムの光学系としての性質が変化する。
このため、フィルタが光路上に配置されているときのズームトラッキング曲線データ、または光路外に配置されているときのズームトラッキング曲線データの何れか一方のみに基づいてフォーカスレンズ位置を制御すると、フィルタの配置によってピントずれが生じ、トラッキング特性が劣化し、レンズシステム全体の性能が却って低下することがある。
【0005】
このようなレンズシステムの性能低下を防ぐ構成として、フィルタが光路上に配置されているときのズームトラッキング曲線データと光路外に配置されているときのズームトラッキング曲線データの両方をROM(Read Only Memory)等の記憶手段に記憶しておき、フィルタの配置に対応してズームトラッキング曲線データを切り換えて、フォーカスレンズを配置すべき位置を算出する構成が挙げられる。しかし、かかる構成では、記憶すべきデータ量が増大するため、記憶容量の大きい記憶手段が必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
レンズには色収差があり、可視光による焦点位置と赤外光による焦点位置とが異なるため、レンズに入射する入射光の成分によってピントずれが生じる。
フィルタが光路上に配置されている場合のズームトラッキング曲線データを記憶手段に記憶すると共に、フィルタが光路上に配置されていない場合のフォーカスレンズ位置の補正量を記憶手段に記憶し、該補正量によりフォーカスレンズ位置を補正する構成とすると、赤外光のみが入射した場合と、可視光のみが入射した場合と、可視光と赤外光とが混合した光が入射した場合等とで、補正量が異なることになる。
【0007】
特開昭59−116626号公報には、レンズ交換式カメラの焦点調整方法及びそれに用いる交換レンズの発明が開示されている。
このレンズ交換式カメラは、可視光と赤外光とによる焦点位置のずれ量に対応する信号を出力するため、ビームスプリッターの第1反射面を透過した可視光を受光する可視光専用の焦点検出部と、ビームスプリッターの第1反射面を反射して第2反射面を反射した赤外光を受光する赤外光専用の焦点検出部とを有して2つの焦点検出部が必要であり、また撮影レンズの焦点位置にはカメラのフィルム面が位置しており、複雑な構成である。
【0008】
本発明の目的は、鏡筒にフィルタを出し入れする構造を有する撮像装置およびレンズ制御装置において、入射光の成分に応じてフォーカスレンズ位置を補正してピントを合わせることができる、簡易な構成の撮像装置およびレンズ制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ制御装置は、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する。
【0010】
本発明のレンズ制御装置は、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する。
【0011】
本発明の撮像装置では、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する。
【0012】
本発明の撮像装置では、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する。
【0013】
本発明のレンズ制御装置および撮像装置では、色正規化手段により第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とが得られる。
したがって、第1比には第1の原色信号と第3の原色信号の情報が組み込まれ、第2比には第2の原色信号と第3の原色信号の情報が組み込まれる。
補正量記憶手段には第1比と第2比の大きさに応じた補正量が予め記憶され、前記第1比と第2比の大きさに応じてフォーカスレンズ位置が補正される。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、図1を参照して、一般に使用されている4群インナーフォーカス式のズームレンズシステムの一例を説明する。
このズームレンズシステムは、前玉レンズ10と、ズームレンズ11と、マスターレンズ12と、フォーカスレンズ13とを有し、CCD(Charge Coupled Device )等の撮像素子15の受光面14にフォーカスレンズ13のピントを合わせるようになされる。
さらに、ズームレンズ11を例えば図1(A)から図1(B)に示すように移動させることで、フォーカスレンズ13を所定のズームトラッキング曲線に沿って移動させることにより、ズームする、すなわち受光面14にピントが合った状態を維持したまま画像の倍率を変化させることができる。
図中の符号BAは光軸であり、符号BB,BCは光路の境界である。
【0015】
ズームトラッキング曲線は、被写体までの距離によって変化する。
したがって、ズームトラッキング曲線は、理論的には被写体までの距離に応じて無限個存在することになるが、実際には、以下のようにフォーカスレンズ位置が制御される。
すなわち、代表的な数種類の距離を設定し、これらの距離に対応する数本の代表的なズームトラッキング曲線データを所定の記憶手段に記憶しておき、代表的な距離として設定された以外の距離については、代表的なズームトラッキング曲線データに基づく計算によって得るようにする。
【0016】
代表的なズームトラッキング曲線の一例を図2に示す。
ここで、各曲線A20,A21,A22,A23,A24,A25,A26およびA27は、それぞれ被写体距離が無限大,4m,2m,1m,20cm,5cm,2.2cm,1cmでのズームトラッキング曲線を示している。
そして、被写体距離がこれらの距離と異なる場合には、これら8本のズームトラッキング曲線のデータに基づく計算によってフォーカスレンズ13の位置が決定される。
【0017】
次に、図3を参照して、撮像装置を一体に有するディジタルVCRにこの発明を適用した本発明の一実施形態について説明する。
この撮像装置は、光路上に移動可能に配置されたズームレンズ11およびフォーカスレンズ13と、鏡筒18に出し入れされるフィルタ9と、前記フォーカスレンズ13からの光を受光する撮像素子15とを有する光学系と、前記撮像素子15からの出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段20と、第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段34と、前記フィルタ9の出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段42と、前記フィルタ9の出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段41と、前記フィルタ9の出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段41に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号SFを生成する補正手段51と、前記補正位置信号SFに基づいて前記フォーカスレンズ13を移動させるフォーカスレンズ駆動手段52と、前記撮像素子15の出力信号に基づいて映像信号SVを生成する映像信号生成手段とを有する。
【0018】
また、前玉レンズ10と、マスターレンズ12とを鏡筒18内に有しており、ズームレンズ11の位置を検出する位置検出手段53と、鏡筒18におけるフィルタ9の有無を検出するスイッチであるフィルタ検出手段54と、エンコーダ31とエンコーダ31が生成した映像信号SVを記録する記録系33と、表示装置32とを有する。
三原色信号生成手段20と、補正手段51と、色正規化手段34と、エンコーダ31とは、CPU(Central Processing Unit )を用いて構成される。
【0019】
補正手段51は、ユーザーの操作等によって供給されるズーム移動情報に基づいて、ズームレンズ駆動手段55に指令を送る。ズームレンズ駆動手段55は、この指令にしたがって図示しないモータを駆動してズームレンズ11を移動させる。
補正手段51は、位置検出手段53からのズームレンズ11の位置情報と、記憶手段42に記憶されているズームトラッキング曲線データと、補正量記憶手段41に記憶されている補正量等に基づいて、フォーカスレンズ13を移動させるべき位置を計算し、計算結果に基づいてフォーカスレンズ駆動手段52に補正位置信号SFを送る。
フォーカスレンズ駆動手段52は、この補正位置信号SFにしたがって図示しないモータを駆動してフォーカスレンズ13を移動させる。
【0020】
撮像素子15は、鏡筒18を通って入射する光を電気信号に変換し、この電気信号を三原色信号生成手段20に供給する。
三原色信号生成手段20は、撮像素子15からの電気信号に基づいて輝度信号Yとクロマ信号I,Qを生成する処理手段21と、輝度信号Yとクロマ信号I,Qに基づいて三原色信号R,G,Bを生成する変換手段22とを有する。
液晶表示装置等の表示装置32は、三原色信号R,G,Bに基づいて画像表示を行う。
【0021】
エンコーダ31は、輝度信号Yとクロマ信号I,Qに基づいて映像信号SVを生成し、記録系33に供給する。
記録系33は、映像信号SVを磁気ヘッド等の書込手段によって磁気テープ等の記録媒体に対して記録する。
処理手段21とエンコーダ31は、映像信号生成手段を構成する。
表示装置32は、映像信号SVに基づいて画像表示を行う構成としてもよい。
【0022】
ところで、画質を更に向上させる、または、新たな機能を付加する等の目的で、鏡筒18にフィルタ9を出し入れすることがある。
このようなフィルタ9としては、絞りの回折現象による画質劣化を防ぐためのNDフィルタ(Neutral Density Filter)や、レンズを高感度にするための赤外線遮断フィルタ等がある。
【0023】
このようなフィルタの屈折率が空気と異なる等の要因および色収差により、フィルタ9の出し入れによってレンズシステムの光学系としての性質が変化するので、図4に示すようにフィルタ9の出し入れによってズームトラッキング曲線が変化する。
図4において、曲線A40はフィルタ9を出したときのズームトラッキング曲線を示し、曲線B40はフィルタ9を入れたときのズームトラッキング曲線を示す。
【0024】
このため、フィルタ9を出したときのズームトラッキング曲線データまたは入れたときのズームトラッキング曲線データの何れか一方のみを記憶し、記憶したデータに基づいてフォーカスレンズ13の位置制御を行うようにすると、フィルタ9の出し入れを行うことにより、フォーカスレンズ位置の補正を行わない場合はピントずれが生じる。
また、図5に示すように、フィルタ9を出し入れした場合に、レンズに入射する光の成分によっても、ズームレンズ位置に対応するピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量が異なる。
図5では、フィルタ9が赤外線遮断フィルタであって、フィルタ9を鏡筒18に入れた状態からフィルタ9を出した状態に移行した場合の、フォーカスレンズ位置の補正量を示している。フィルタ9を出した状態での入射光が、赤外光のみの場合と、赤外光と可視光が混ざった光の場合と、可視光のみの場合と、について示している。
【0025】
補正量記憶手段41は、前記フィルタ9を出した状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量fcを予め記憶する。
例えば、第1比は、赤の原色信号(R)と緑の原色信号(G)との比(R/G)とする。
例えば、第2比は、青の原色信号(B)と緑の原色信号(G)との比(B/G)とする。
また、図6に示すように、第1比(R/G)と第2比(B/G)の大きさに応じて、複数の状態を定めておく。図6では、可視光領域と赤外光領域の2つの状態に区分しており、入射光における可視光の割合と赤外光の割合の何れが多いかを推定したものである。第1比(R/G)には、赤の原色信号(R)と緑の原色信号(G)の情報が組み込まれており、第2比(B/G)には、青の原色信号(B)と緑の原色信号(G)の情報が組み込まれている。
【0026】
補正手段51は、図7のフローチャートに示すように、ステップF1では色正規化手段34が生成した第1比(R/G)と第2比(B/G)の大きさに基づいて、入射光は可視光領域の光か、赤外光領域の光かを判定する。
【0027】
入射光が可視光領域の光の場合は、ステップF2で、計算に用いる補正量fc0〜fc3を、ズームレンズ位置zm0〜zm3でのフォーカスレンズ位置の補正量fcb0〜fcb3とする。
入射光が赤外光領域の光の場合は、ステップF3で、計算に用いる補正量fc0〜fc3を、ズームレンズ位置zm0〜zm3でのフォーカスレンズ位置の補正量fcr0〜fcr3とする。
補正量fcb0〜fcb3と補正量fcr0〜fcr3は、実測もしくはシミュレーションの結果により予め補正量記憶手段41に記憶させる。
【0028】
折れ線近似の一例について、図8を参照して説明する。
図8では、4個のズームレンズ位置zm0〜zm3について、フィルタ9を出した時にピントを合わせるために必要とされる補正量fc0〜fc3に基づく折れ線によって、任意のズームレンズ位置についての補正量を定めている。
【0029】
すなわち、4点(zm0,fc0)、(zm1,fc1)、(zm2,fc2)および(zm3,fc3)を順に直線で結ぶことによって得られる折れ線によって、任意のズームレンズ位置において、フィルタ9を出した時の実際の補正量を近似する。
そして、かかる折れ線から任意のズームレンズ位置zmにおいて補正量を読み取り、読み取った補正量を、ズームレンズ位置に対応して記憶しているズームトラッキング曲線データを用いて得られるフォーカスレンズ位置に加えることによって、フォーカスレンズ位置を補正する。
図8に示すように、かかる折れ線近似による近似が充分に良い精度を有するので、ピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置を求めることができる。
【0030】
図8では、4個のズームレンズ位置zm0〜zm3と各位置における補正量とが予め記憶されているとしたが、一般に(N+1)個のズームレンズ位置zm(0)〜zm(N)とそれらの位置における補正量fc(0)〜fc(N)が記憶されている場合では、任意のズームレンズ位置zmX について次式のような計算によってその位置における補正量fcx を算出することができる。
fcx =fc(M)+{zmX −zm(M)}×{fc(M+1)−fc(M)}/{zm(M+1)−zm(M)}……(1)
ここで、zm(M)≦zmX ≦zm(M+1)であり、0≦M<M+1≦Nである。
【0031】
このようにして求められる補正量fcx に基づいてフォーカスレンズ位置制御を行えば、ピントを合わせることができる。
さらに、zm0を広角端とし、zm3を望遠端とし、ズームレンズが移動し得る両端の位置とすれば、フォーカスレンズ位置の補正を行うためには、ズームレンズ位置2個と、フォーカスレンズ位置4個の計6個のデータをズームトラッキング曲線データと共に記憶しておくだけでよい。
したがって、入射光の成分に応じてズームトラッキング曲線データを記憶する場合に比べて、記憶するデータ量を減らすことができる。
【0032】
ここでは、4個の基本的なズームレンズ位置を用いる場合について説明したが、一般的には折れ線近似が充分な精度を有するのに必要な個数のズームレンズ位置を用いるようにすればよい。
より、具体的には、補正エラー量、すなわち実際の補正量と折れ線近似によって計算された補正量との差分が焦点深度内に収まるように、ズームレンズ位置の個数を定めればよい。
2個の基本的なズームレンズ位置、例えばズームレンズ11が移動し得る両端の位置を用いて直線近似を行い、補正量を求める構成としてもよい。
3個の基本的なズームレンズ位置を用いて折れ線近似を行い、補正量を求める構成としてもよい。当該3個の基本的なズームレンズ位置のうちで2個の基本的なズームレンズ位置は、ズームレンズ11が移動し得る両端の位置とするのが好ましい。
【0033】
次に、図9のフローチャートを参照してフィルタを出したときの補正方法を説明する。
ここでは、ズームレンズ位置zm0〜zm3を用い、zm0を広角端とし、zm3を望遠端としている。
【0034】
ステップF11では、位置検出手段53によるズームレンズ11の検出位置がzm1よりも広角側にあるか否かを判定する。
検出位置がzm1よりも広角側にある場合はステップF12に移行し、それ以外の場合はステップF13に移行する。
【0035】
ステップF12では、zm0,zm1,fc0およびfc1の値を記憶手段としてのテンポラリーRAM(Random Access Memory)または計算用のレジスタなどに保持してステップF16に移行する。
ステップF16では、式(1)を用いて折れ線近似による補正量の計算を行う。
【0036】
ステップF13では、位置検出手段53の検出位置が、zm2より広角側にあるか否かを判定する。
zm2より広角側にある場合はステップF14に移行し、その他の場合はステップF15に移行する。
ステップF14では、zm1,zm2,fc1およびfc2の値を記憶手段としてのテンポラリーRAM等に保持してステップF16に移行する。
ステップF15では、zm2,zm3,fc2およびfc3の値を記憶手段としてのテンポラリーRAM等に保持してステップF16に移行する。
【0037】
ステップF16に移行した時点では、テンポラリーRAM等に式(1)の計算を行うためのデータが保持されているので、ステップF16では式(1)に従って補正量が計算される。
ステップF17では、フィルタ9を鏡筒18に入れた状態か否かを、フィルタ検出手段54の出力信号から判定する。
フィルタ9を出した状態の場合は、ステップF18に移行し、ステップF16で計算した補正量を、位置検出手段53の検出位置に対応してズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置に加えることにより、補正されたフォーカスレンズ位置を算出して該位置を示す補正位置信号SFを生成する。
フィルタ9を入れた状態の場合は、ステップF19に移行し、位置検出手段53の検出位置に対応してズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を示す補正位置信号SFを生成する。
【0038】
上記のフローチャートでは、ステップF16で補正量を算出してから、ステップF17でフィルタ9を入れた状態か否かを判定しているが、フィルタ9を出した状態であることを確認してから、補正量の計算にかかる手順をスタートする構成としてもよい。
【0039】
ズームトラッキング曲線データおよび複数個のズームレンズ位置におけるフィルタ9の出し入れに伴う補正に係るデータは、CPU内のROMに記憶してもよく、EEPROM(Electrical Erasable Programmable ROM)など、記憶内容を容易に変更できる記憶手段に記憶してもよい。
後者では、例えば性能を変更するなどの理由でレンズまたはフィルタを変える場合等に、補正量を算出するために予め記憶しておく必要があるデータを変更することが容易となる。
【0040】
図3では、レンズ制御装置は、フィルタ9と前玉レンズ10とズームレンズ11とマスターレンズ12とフォーカスレンズ13と鏡筒18と撮像素子15と三原色信号生成手段20と色正規化手段34と補正量記憶手段41と記憶手段42と補正手段51とフォーカスレンズ駆動手段52と位置検出手段53とズームレンズ駆動手段55とフィルタ検出手段54とを有して構成される。
【0041】
図10は、本発明の撮像装置の他の一実施形態を示すブロック図である。
この撮像装置では、撮像素子15の出力信号を三原色信号生成手段20に供給すると共に、色正規化手段35に供給し、色正規化手段35は撮像素子15の出力信号に基づいて第1比および第2比を計算する。
図10の撮像装置では、図3の撮像装置と同一構成部分は同一符号を付しており、同一構成部分の説明を省略する。
【0042】
図10では、レンズ制御装置は、フィルタ9と前玉レンズ10とズームレンズ11とマスターレンズ12とフォーカスレンズ13と鏡筒18と撮像素子15と色正規化手段35と補正量記憶手段41と記憶手段42と補正手段51とフォーカスレンズ駆動手段52と位置検出手段53とズームレンズ駆動手段55とフィルタ検出手段54とを有して構成される。
【0043】
上述した本発明の実施形態は、撮像装置を一体に有するディジタルVCRに本発明を適用したものであるが、本発明に係るレンズ制御装置および撮像装置は、フォーカスレンズおよびズームレンズを有するレンズシステムを使用する種々の装置に適用することができ、テレビジョンカメラにも適用することができる。記憶手段42と補正量記憶手段41は1個の記憶手段にまとめてもよい。
【0044】
フィルタ9を入れた状態から出した状態に移行した場合について詳しく述べたが、フィルタ9を出した状態から入れた状態に移行した場合についても上記と同様に撮像装置を構成することができ、記憶手段42にはフィルタ9を出した状態でのズームトラッキング曲線データを予め記憶すればよい。
撮像素子15としては、三原色信号を生成する撮像素子を用いてもよい。
第1比および第2比により、可視光領域と赤外光領域の2つの領域に区分する例を示したが、さらに細かく区分し、一例として可視光領域と、可視光領域と赤外光領域の中間領域と、赤外光領域の3つの領域に区分して該3つの領域の補正量を補正量記憶手段に記憶してもよい。
【0045】
図3と図10では、鏡筒18内において、前玉レンズ10の手前にフィルタ9を配置しているが、フィルタ9の配置はこの位置に限らず、前玉レンズ10とズームレンズ11との間に配置してもよく、ズームレンズ11とマスターレンズ12との間に配置してもよく、マスターレンズ12とフォーカスレンズ13との間に配置してもよく、フォーカスレンズ13と受光面14との間に配置してもよい。
【0046】
【発明の効果】
本発明のレンズ制御装置および撮像装置によれば、第1比および第2比によりフォーカスレンズ位置を補正することができ、レンズの色収差に対して三原色信号の各成分を加味した補正を行うことができる。
本発明のレンズ制御装置および撮像装置では、三原色信号を生成する撮像素子と、該三原色信号から第1比および第2比を計算する色正規化手段とを備えることで、第1比および第2比の精度を高めることができ、補正の精度を高めることができると共に、該撮像素子が生成した三原色信号を信号処理することで簡潔な構成とすることができる。
また、本発明のレンズ制御装置および撮像装置では、1個の撮像素子を用いて色収差によるピントずれを解消するようにしており、構成が簡潔である。
【図面の簡単な説明】
【図1】レンズシステムの一例を示す説明図である。
【図2】種々の被写体距離についてズームトラッキング曲線の一例を示す図である。
【図3】本発明の撮像装置およびレンズ制御装置の例を説明するブロック図である。
【図4】フィルタの出し入れに起因して生じる、ズームトラッキング曲線の変化を説明する説明図である。
【図5】フィルタの出し入れに起因して生じる、ズームレンズ位置とこれに対応するフォーカスレンズ位置の補正量との関係を、入射光の成分に応じて示した説明図である。
【図6】第1比と第2比の大きさに係る複数の状態を説明する説明図である。
【図7】フォーカスレンズ位置の補正ルーチンを説明するフローチャートである。
【図8】フィルタの出し入れに起因して生じるフォーカスレンズ位置の補正量の一例、および折れ線近似の一例を説明する説明図である。
【図9】フォーカスレンズ位置の補正ルーチンを説明するフローチャートである。
【図10】本発明の撮像装置およびレンズ制御装置の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
9…フィルタ、10…前玉レンズ、11…ズームレンズ(バリエータ)、12…マスターレンズ、13…フォーカスレンズ、14…受光面、15…撮像素子、18…鏡筒、20…三原色信号生成手段、21…処理手段、22…変換手段、31…エンコーダ、32…表示装置、33…記録系、34、35…色正規化手段、41…補正量記憶手段、42…記憶手段、51…補正手段、52…フォーカスレンズ駆動手段、53…位置検出手段、54…フィルタ検出手段、55…ズームレンズ駆動手段、B…青の原色信号、BA…光軸、BB,BC…光路の境界、G…緑の原色信号、I,Q…クロマ信号、R…赤の原色信号、SF…位置補正信号、SV…映像信号、Y…輝度信号。
Claims (25)
- 光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する
レンズ制御装置。 - 前記補正量記憶手段は、
前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも2個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの2個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項1記載のレンズ制御装置。 - 前記補正量記憶手段は、前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも3個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項2記載のレンズ制御装置。 - 前記フィルタの出し入れに係る第1の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項1記載のレンズ制御装置。 - 前記第1の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第2の原色信号は青の原色信号であり、
前記第3の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項1記載のレンズ制御装置。 - 光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する
レンズ制御装置。 - 前記補正量記憶手段は、
前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも2個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの2個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項6記載のレンズ制御装置。 - 前記補正量記憶手段は、前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも3個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項7記載のレンズ制御装置。 - 前記フィルタの出し入れに係る第1の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項6記載のレンズ制御装置。 - 前記第1の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第2の原色信号は青の原色信号であり、
前記第3の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項6記載のレンズ制御装置。 - 光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する
撮像装置。 - 前記補正量記憶手段は、
前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも2個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの2個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項11記載の撮像装置。 - 前記補正量記憶手段は、前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも3個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項12記載の撮像装置。 - 前記フィルタの出し入れに係る第1の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項11記載の撮像装置。 - 前記第1の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第2の原色信号は青の原色信号であり、
前記第3の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項11記載の撮像装置。 - 光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第1の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する
撮像装置。 - 前記補正量記憶手段は、
前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも2個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの2個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項16記載の撮像装置。 - 前記補正量記憶手段は、前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも3個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項17記載の撮像装置。 - 前記フィルタの出し入れに係る第1の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項16記載の撮像装置。 - 前記第1の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第2の原色信号は青の原色信号であり、
前記第3の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項16記載の撮像装置。 - 光路上に移動可能に配置されたレンズと、フィルタと、前記レンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第1の原色信号と第3の原色信号との比である第1比と、第2の原色信号と前記第3の原色信号との比である第2比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタが前記光路上の出し入れに係る第1の状態の場合に、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタが前記光路上の出し入れに係る第2の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第1比と第2比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタが前記光路上の出し入れに係る第2の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する
撮像装置。 - 前記補正量記憶手段は、
前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも2個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの2個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項21記載の撮像装置。 - 前記補正量記憶手段は、前記第1比と第2比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも3個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項21記載の撮像装置。 - 前記フィルタの出し入れに係る第1の状態は、前記光路上に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第2の状態は、前記光路上から前記フィルタを出した状態である
請求項21記載の撮像装置。 - 前記第1の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第2の原色信号は青の原色信号であり、
前記第3の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項21記載の撮像装置。
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