JPH0537849A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ズーム光学系のズーム動作に伴って生じる像
移動を電気的に補正する。 【構成】 ズーム光学系１のズーム位置を表わす第２情
報と、この第２情報に対応するティーチング用マーカの
画枠内での相対位置の変化を表わす第１情報とを、それ
ぞれＥ² ＰＲＯＭ１９にメモリする。書き込み、読み出
し可能なフィールドメモリ１４に書き込まれた画像情報
を読み出す際、上記Ｅ² ＰＲＯＭ１９に格納された上記
各情報に基づき、上記画像情報の読み出しアドレスの先
頭番地を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラ、詳しくはズーム
光学系を有するカメラにおける該光学系のズーミング動
作に伴って生じる像移動を電気的に自動補正することの
できるカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ズーミング光学系を有す
るカメラでは、ズーミング操作により画面の撮影倍率を
テレからワイドまで変えることができる。そして、カメ
ラ特にビデオカメラでの撮影記録を後日観賞した場合、
単調で何の変哲もないムービ記録に終らせず、引締まっ
た楽しい記録にするためにも、ズーミング操作による撮
影の倍率の変化が不可欠である。

【０００３】ところで、ズーミング操作すると、ズーム
光学系中のバリエータ、コンペンセータ等のレンズ位置
が変化する。このときレンズ鏡枠のガタ等によりレンズ
群が光軸に対してシフトしたり傾いたりするので像移動
を生じることになってしまう。

【０００４】そこでズーミング動作に伴う像移動があっ
ても、これによる不具合を肉眼で識別できない程度に抑
制する手段が従来から設計段階で種々とられ、更に部品
の加工段階でも機械的な加工精度を上げる等の対応がと
られていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ビデオカメ
ラでは、誰でも何処へでも携行して手軽に撮影できるよ
うに小型化、軽量化が図られつつある。このためには、
レンズユニットや撮像素子の小型化が必要で、特に撮像
素子のような半導体の量産分野では、所要面積が小さく
なれば、１枚のウェーハーから得られる素子の枚数が増
大するから、小型化即低価格化になる。

【０００６】従って、撮像素子の大きさも１／２吋タイ
プから１／３吋タイプへ、近い将来には１／４吋タイプ
へと小面積化が図られている。このことは、ズーム光学
系のレンズ鏡枠における機械的なガタが同じであって
も、受光部である撮像素子の面積が小さくなるにつれ単
位当りの精度がより厳しく要求されることを意味し、従
来のような機械的な対応では処理しきれなくなりつつあ
る。

【０００７】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、ズーム光学系のズーミング動作に伴って生じる像移
動を電気的に補正するカメラを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明のカメ
ラは、撮像素子による画像情報を少くとも一時的に保持
するための画像メモリと、ズーミング動作に伴う像の特
定部の画枠内での相対位置の変化を表わす第１情報と、
該第１情報に対応する上記ズーミング動作に係る光学要
素の位置を表わす第２情報とを保有する情報保有手段
と、上記画像メモリからの画像情報を読み出すに際し、
そのときの上記光学要素の位置を認識し、この認識位置
に応じて上記情報保有手段における第２情報からこれに
対応する第１情報を補正情報として得る手段と、上記補
正情報に基づいて上記画像メモリから画像情報を読出す
ときの読出し位置を補正する手段と、を具備してなるこ
とを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明をビデオカメラシステムに適用
した実施例により本発明を説明する。先づ、本発明の実
施例を説明するのに先立ってその基本概念を説明する
と、本発明はビデオカメラ画面内における位置の変化に
係る情報を、例えばＥ² ＰＲＯＭ等の情報保有手段に取
り込み、カメラのズーミング状況に応じてズーム光学系
の像に対応する映像信号による映像の、上記画面内にお
ける相対位置を調整する、つまり画像位置補正を実行す
ることにより、ズーミング動作のどの時点でも最適位置
画像にしようとするものである。具体的には、 （１）ズームカメラのズーム倍率（ズームレンズ位置）
を読み取るズームエンコーダを設け、ズーミング動作に
係る光学要素の位置を表わす第２情報を、後述するシス
テムコントローラへ出力する。

【００１０】（２）例えば白地の画面の略中央に、像の
特定部として黒色のドット（以下、ティーチング用マー
カと呼称する）が配置されたパターンでティーチングを
かけ、ズーミング動作に伴う像の特定部の画枠内での相
対位置の変化を求めて、これを第１情報とする。

【００１１】（３）上記第２情報に対応する上記第１情
報を補正情報とし、この補正情報に基づいて画像メモリ
から画像情報を読み出すときの読み出し位置を補正す
る。

【００１２】（４）フィールドメモリの書き込み、読み
出しを随時行うことにより動画出力する。

【００１３】（５）更に、ズーム移動補正量に若干の余
裕を見込んで、モニタ画面上の表示領域をメモリ出力有
効表示期間より狭めておく。

【００１４】以上が本発明の基本概念である。次に実施
例を説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例を示すビデオカ
メラのブロック構成図で、このカメラは、ズーミング動
作に係る光学要素としてのズーム光学系１と信号処理部
１１とから大略構成されている。ズーム光学系１は、固
定レンズからなりフロントレンズとしての第１レンズ群
２と、バリエータとしての第２レンズ群３とコンペンセ
ータとしての第３レンズ群４とを保持するズーミング用
駆動系７と、固定レンズからなり絞り機構９が介挿され
た第４レンズ群５と、フォーカシングレンズとしての第
５レンズ群６を保持するフォーカシング用駆動系８とで
主として構成されている。

【００１６】上記ズーミング用駆動系７は、その駆動ギ
ヤ部がズームモータ２６の回転軸に固着された駆動ギヤ
２５に噛合されているので、後記システムコントローラ
１７からの駆動信号がドライブ回路２７を介して、上記
モータ２６に供給されると、同モータ２６が回転して上
記駆動系７が光軸方向に移動する。同時に、同駆動系７
に設けられたカム溝７ａにより、第３レンズ群４の図示
しない保持部材に植設された駆動ピン４ａが案内され、
同第３レンズ群４が第２レンズ群３に対し相対移動す
る。これにより合焦点を変えることなくズーム倍率を変
えることができる。

【００１７】上記駆動系７の光軸方向の移動量は、この
駆動系７に植設されたエンコーダ用被検出部７ｂが、図
示しない部材に固定されたズームエンコーダ１０上を摺
動することにより、上記駆動系７のレンズ位置をコード
化して第２情報とし、後記システムコントローラ１７に
供給するようになっている。

【００１８】上記フォーカシング用駆動系８は、後記シ
ステムコントローラ１７からの駆動信号によりドライブ
回路３０を介して駆動されるフォーカスモータ２９の回
転軸に固着された送りねじ２８により合焦位置に駆動さ
れる。

【００１９】上記ズーム光学系１を透過した被写体像
は、光学的ローパスフィルタ２３を介し、ＣＣＤ等の撮
像素子２４の受光面上に結像される。同素子２４で光電
変換された映像信号は、信号処理部１１の第１の信号処
理回路１２で信号処理され、輝度信号Ｙと色信号Ｃが出
力される。この輝度信号Ｙと色信号Ｃは、Ａ／Ｄ変換回
路１３でディジタル信号に変換された後、上記撮像素子
２４による画像情報を少くとも一時的に保持するための
画像メモリとしてのフィールドメモリ１４に書き込まれ
る。

【００２０】同メモリ１４から読み出された輝度信号Ｙ
と色信号Ｃは、Ｄ／Ａ変換回路１５でアナログ信号に変
換された後、第２の信号処理回路１６で例えばＮＴＳＣ
方式の複合映像信号に変換され、図示しない記録系に向
け送出される。

【００２１】さて、上記フィールドメモリ１４では、後
述するように、ズームエンコーダ１０から出力された第
２情報に対応する第１情報、つまりメモリアドレスの先
頭番地がＥ² ＰＲＯＭ１９上にルックアップテーブルと
して格納されているので、システムコントローラ１７に
よりこのルックアップテーブルを読み出して、メモリコ
ントローラ１８によりフィールドメモリ１４に格納され
たデータの先頭アドレスを決定するようになっている。

【００２２】なお、上記Ａ／Ｄ変換回路１３、フィール
ドメモリ１４、Ｄ／Ａ変換回路１５の各動作シーケンス
は、システムコントローラ１７によりコントロールされ
る。ところで、ズーミング動作に伴う像の特定部の画枠
内での相対位置の変化を表わす第１情報と、該第１情報
に対応する上記ズーミング動作に係る光学要素の位置を
表わす第２情報とを保有する情報保有手段が、上記Ｅ²
ＰＲＯＭ１９で形成されている。また、画像メモリから
の画像情報を読み出すに際し、そのときの上記光学要素
の位置を認識し、この認識位置に応じて上記情報保有手
段における第２情報からこれに対応する第１情報を補正
情報として得る手段が上記ズームエンコーダ１０と上記
システムコントローラ１７と上記メモリコントローラ１
８とで形成されている。更に、補正情報に基づいて上記
画像メモリから画像情報を読出すときの読出し位置を補
正する手段が上記メモリコントローラ１８で形成されて
いる。

【００２３】また、上記フィールドメモリ１４は随時読
み出し書き込み可能なデュアルポートメモリなので、上
記撮像素子２４上の被写体像をムービー記録することが
できる。

【００２４】ここで、本実施例の動作手順を図２，３に
より説明する。先ず、前記基本概念の（２）で説明した
ティーチング用パターン、つまり白地の台紙の中央に黒
色で印字されたティーチング用マーカを、例えば近接撮
影で接写してティーチングをかける。次に、ズーミング
動作を行って、上記マーカ位置がズームエンコーダ１０
から出力された第２情報に対してＸ軸，Ｙ軸方向にどの
ように変化するかを記憶させる。

【００２５】この場合、画面全体を例えば２５６×２５
６に分割した区画上の値として初期位置ｘ₀ を原点と
し、図２（Ａ）に示すようにポジショニングする。そし
て、ズームエンコーダ１０の１段当りの第２情報変化に
対応してティーチング用マーカ位置が、図２（Ａ）の座
標で示される ｘ₁ →ｘ₂ →ｘ₃ →ｘ₄ に順次移動したとする。

【００２６】そこで第２情報に対応する、ティーチング
用マーカ位置のポジショニングを変化させないため、各
マーカ位置ｘ₀ ，ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ₄ の読み出しア
ドレスの先頭アドレス位置ｘ_0C，ｘ_1C，ｘ_2C，ｘ_3C，Ｘ
_4Cを、図２（Ｂ）に示すように画像毎に変えるようにす
れば、各マーカ位置ｘ₁ ，ｘ₂ ，ｘ₃ ，ｘ₄ が初期位置
ｘ₀ に合致することになる。この先頭アドレスの各座標
は下記表１に示すようになる。

【００２７】

【表１】

【００２８】そして、上記表１に示す各画像の読み出し
毎の読み出しアドレスにおける先頭アドレスを、第１情
報つまり上記ティーチング用マーカの画枠内における相
対位置の変化を表わす情報としてＥ² ＰＲＯＭ１９で代
表される情報保有手段にメモリする。

【００２９】このような過程を、上記図１におけるフィ
ールドメモリ１４、システムコントローラ１７、Ｅ² Ｐ
ＲＯＭ１９とその周辺回路のブロック系統を示す図３に
より詳細に説明する。

【００３０】フィールドメモリ１４は、上述したように
書き込み読み出し可能なデュアルポートメモリなので、
システムコントローラ１７のアドレスカウンタから出力
されるアドレス情報に基づいて、同メモリ１４に書き込
まれたデータが順次読み出され、データコンパレータ２
１に供給される。

【００３１】同コンパレータ２１では、フィールドメモ
リ１４から順次読み出されたデータをスレッショルドレ
ベルからの高低でコンパレートし、例えば、前述した黒
色のティーチング用マーカに対応したアクティブ“Ｈ”
のデータ変化点出力が読み出されると、このアクティブ
“Ｈ”出力がアドレスラッチ回路２２に送出される。こ
のラッチ回路２２には、上記システムコントローラ１７
よりアドレス情報が供給されているので、コンパレータ
２１からアクティブ“Ｈ”出力が送出された瞬間のアド
レス情報がラッチされる。このラッチされたアドレスデ
ータは、システムコントローラ１７のＩ／Ｏポートにフ
ィードバックされるので、これがズーミング動作におけ
る初期状態であれば、初期状態のアドレスを同コントロ
ーラ１７内のＲＡＭ等に記憶させる。

【００３２】更にズーミング動作を行ってズーム倍率を
可変し、そのときのズームエンコーダ１０から得られる
第２情報の値に対応するアドレスデータを随時ラッチし
てアドレスデータの読み込みを行う。このアドレスデー
タを上記初期状態のアドレスデータと演算すれば、アド
レスの変化量つまり第１情報を求めることができるの
で、これをＥ² ＰＲＯＭ１９に書き込む。

【００３３】上述したＥ² ＰＲＯＭ１９の格納情報は、
画像情報を読み出すときの読み出し位置を補正する補正
情報になるので、これに基づいてメモリコントローラ１
８を動作させて、それをフィールドメモリ１４にフィー
ドバックする。従って、上述の初期設定が終わった状態
では、Ｅ² ＰＲＯＭ１９内のデータのみが重要で、上記
図３におけるデータコンパレータ等は不要になり、Ｅ²
ＰＲＯＭ１９、メモリコントローラ１８、フィールドメ
モリ１４間の通信により画像補正された動画出力が得ら
れる。

【００３４】図４は、上記実施例におけるズーミング動
作に伴なう画枠内での像位置の変位を電気的に補正する
動作のフローチャートである。このフローがスタートす
ると、先づ通常カメラの操作部等に配設されているズー
ム釦（図示せず）を操作して、ズーム動作をスタートさ
せるスイッチからの入力が供給されるまで待機する（ス
テップＳ１）。

【００３５】ズーム釦が操作されてスイッチ入力が供給
されると、ズーム動作を開始し（ステップＳ２）、第２
情報がズームエンコーダ１０（図１参照）の１ステップ
相当分変化すると（ステップＳ３）、ズーム駆動機構を
一時的に強制停止して（ステップＳ４）、ステップＳ１
１〜Ｓ１６からなるサブルーチンを開始する（ステップ
Ｓ５）。

【００３６】このサブルーチンでは、先づフィールドメ
モリ１４に前記ティーチング用マーカを撮像した画像情
報を書き込む（ステップＳ１１）。次に、上記図３で説
明したシステムコントローラ１７内のアドレスカウンタ
のカウントを開始し、上記メモリ１４の上記メモリ内容
を読み出す（ステップＳ１２）。

【００３７】前記図３で説明したデータコンパレータ２
１より、ティーチング用マーカに対応したアクティブＨ
のデータ変化点出力が検出されると（ステップＳ１
３）、このときのメモリ内容つまりカウント値を読み出
してラッチすると共に、上記カウンタのカウント動作を
停止する（ステップＳ１４）。

【００３８】そして、このラッチアドレスを上記図３で
説明したシステムコントローラ１７内のＣＰＵに転送し
（ステップＳ１５）、同ＣＰＵのＲＡＭ領域にこのラッ
チアドレスをデータ書き込みして（ステップＳ１６）上
記メインルーチンのステップＳ６に戻る。

【００３９】上記ステップＳ１〜Ｓ６およびＳ１１〜Ｓ
１６からなる、データ変化点のアドレス情報の書き込み
動作を、ズームエンコーダ１０の各ステップ毎に繰返し
実行していくと、遂にはズーム駆動の最終点に達する。
即ち、上記ステップＳ３でズームエンコーダ１０の１ス
テップ分変化を検出できなくなる。

【００４０】すると、ステップＳ７に進んで、ＣＰＵ内
ＲＡＭに書き込まれたティーチング用マーカ位置のアド
レス情報の変化量を同ＣＰＵで演算する。この演算値が
ズーミング動作に伴う像の特定部（ティーチング用マー
カ）の画枠内での相対位置の変化を表わす第１情報にな
る（前記表１参照）。この第１情報をＥ² ＰＲＯＭ１９
に書き込んで（ステップＳ８）このフローを終了する。

【００４１】上記図４に示したフローチャートでは、ズ
ーム駆動によるズームエンコーダ１０の１ステップ毎の
変化、つまり第２情報の１ステップ変化に対応した第１
情報をすべてＥ² ＰＲＯＭ１９に書き込むようにしてい
るが、これではＥ² ＰＲＯＭ１９のメモリ領域が可成り
必要になってしまう。

【００４２】ところで、現実のズーム機構ではズームエ
ンコーダ１０の各ステップ毎に画枠内の像位置が変動す
る場合より、いくつかのステップ移動後に像移動を生じ
ることが多い。そこで、第１情報が変化したときだけこ
の第１情報を第２情報と一緒にＥ² ＰＲＯＭにメモリす
るようにすれば、Ｅ²ＰＲＯＭ１９にメモリすべきデー
タ量を減らすことができる。これを本実施例の変形例と
して図５のフローチャートにより説明する。

【００４３】ズーム動作をスタートするスイッチ入力
が、供給されると（ステップＳ２１）、エンコーダ出力
で１ステップ分ズーム駆動する（ステップＳ２２）。そ
してズームエンコーダ１０がリミット位置に達したか、
つまりズーム駆動機構が最終位置にきてしまったか否か
をチェックする（ステップＳ２３）。

【００４４】リミット位置に達していなければ、ステッ
プＳ１１〜Ｓ１５を実行するが、これらの各ステップは
上記図４におけるサブルーチンで説明したので、同じス
テップには同じステップ番号を付してその説明を省略す
る。

【００４５】ステップＳ１５でＣＰＵに転送されたラッ
チアドレスは、同ＣＰＵ内のレジスタに書き込まれ（ス
テップＳ３１）た後、１ステップ前のラッチアドレスと
差があるか否かをチェックする（ステップＳ３３）。差
がなければメモリする必要がないので、上記ステップＳ
２２に戻り１ステップ相当分ズーム駆動して上記ステッ
プを繰返す。

【００４６】今回ステップにおけるラッチアドレスが前
ステップでのラッチアドレスと差があれば、最新アドレ
スをこのレジスタ内に保持する（ステップＳ３２）。そ
して、このティーチング用マーカ位置のラッチアドレス
を上記ＣＰＵ内のレジスタからＣＰＵ内のＲＡＭに転送
して書き込む（ステップＳ３４）。と同時に、このとき
のズームエンコーダ１０の位置情報つまり第２情報も上
記ＲＡＭに転送して書き込む（ステップＳ３５）。これ
は図５のフローでは第１情報が変化したときには第１，
第２情報を併せ記録するという点から必要になることで
ある。

【００４７】上記ステップＳ３４，Ｓ３５でＣＰＵ内の
ＲＡＭへのデータ書き込みが完了したら（ステップＳ３
６）、上記ステップＳ２２に戻ってズーム駆動機構がリ
ミット位置に達するまで上記ステップＳ２２〜Ｓ３６を
繰返し実行する。

【００４８】上記ステップＳ２３でズーム駆動系がリミ
ット位置に達したことをズームエンコーダ１０が検出し
たら、ＣＰＵ内でティーチング用マーカ位置のラッチア
ドレスの変化量を演算し、読み出しアドレスにおける先
頭番地である第１情報を求める（ステップＳ２４）。そ
してこの第１情報と上記ステップＳ３５で求めたズーム
エンコーダ位置を示す第２情報とをＥ² ＰＲＯＭ１９に
転送して書き込み（ステップＳ２５）、このフローを終
了する。

【００４９】このようにして求めたＥ² ＰＲＯＭ１９内
のメモリ情報の一例を下記表２に記載する。

【００５０】

【表２】

【００５１】この変形例によれば、ズーム位置を示す第
２情報が００〜０７では、第１情報が（３０，３０）で
変わらないから第２情報の０１〜０７はメモリせず、ズ
ーム位置が０８になったとき始めて第１情報が（３１，
３０）になったのでメモリする。このように読み出しア
ドレスにおける先頭アドレスを示す第１情報が変化した
ときのみ、そのときのズームエンコーダ位置を示す第２
情報と共に第１情報をＥ² ＰＲＯＭ１９にメモリするよ
うにしたので、メモリ容量の節減を図ることができる。

【００５２】以上詳述したように本発明に係るカメラで
は、ズーミング動作に伴う像の特定部、例えばティーチ
ング用マーカ位置の画枠内での相対位置の変化を電気的
に補正するため、該特定部を読み出す先頭アドレス位置
を変化するようにしたので、図６に示すように、先頭ア
ドレスの変更に伴い図６の斜線部１００のような表示不
能のエリアを生じることになってしまう。

【００５３】これを避けるため、カメラの例えばＥＶＦ
（電子ビューファインダ）上の表示を予め予想される像
移動量相当分だけ表示エリアを内側に限定すれば、見苦
しくないモニタ表示にすることができる。但し、像移動
量が少なければ、ブランキングエリア内で処理できるか
ら、規格画像に対し表示エリアを内側に設定する必要が
なくなる。

【００５４】なお、上記実施例ではフィールドメモリ１
４から画像情報を読み出す際のズーム光学系１のズーム
位置を認識するのに、ズームエンコーダ１０によってい
たが、これに代え、例えばステッピングモータによる総
送り段数からシステムコントローラ１７によりズーム位
置を認識するようにしてもよい。

【００５５】上記実施例では、本発明をビデオカメラに
適用した例で説明したが、本発明はこれに限定されるこ
となく、電子スチルカメラにも適用可能なこと勿論であ
る。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、画像
メモリから画像情報を読み出す際、ズーミング動作に係
る光学要素の位置を表わす第２情報に対応する、ズーミ
ング動作に伴う像の特定部の画枠内での相対位置の変化
を表わす第１情報に基づき、画像メモリから画像情報を
読み出すときの読み出し位置を補正するようにしたの
で、上記光学要素のズーミング動作に伴って生じる像移
動を電気的に補正できるという顕著な効果が発揮され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すカメラのブロック構成
図。

【図２】上記図１における像の移動軌跡を示す線図。

【図３】上記図１において画像補正された出力を得るた
めの要部の詳細を説明するブロック構成図。

【図４】本実施例における補正動作のフローチャート。

【図５】上記実施例の変形例における補正動作のフロー
チャート。

【図６】本実施例におけるモニタ表示例を説明する図。

【符号の説明】

１ ズーム光学系（ズーミング動作に係る光学要素） １０ ズームエンコーダ（第１情報を補正情報として得
る手段） １４ フィールドメモリ（画像メモリ） １７ システムコントローラ（第１情報を補正情報とし
て得る手段） １８ メモリコントローラ（第１情報を補正情報として
得る手段および読み出し位置を補正する手段） １９ Ｅ² ＰＲＯＭ（情報保有手段） ２４ 撮像素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子による画像情報を少くとも一時
   的に保持するための画像メモリと、 ズーミング動作に伴う像の特定部の画枠内での相対位置
   の変化を表わす第１情報と、該第１情報に対応する上記
   ズーミング動作に係る光学要素の位置を表わす第２情報
   とを保有する情報保有手段と、 上記画像メモリからの画像情報を読み出すに際し、その
   ときの上記光学要素の位置を認識し、この認識位置に応
   じて上記情報保有手段における第２情報からこれに対応
   する第１情報を補正情報として得る手段と、 上記補正情報に基づいて上記画像メモリから画像情報を
   読出すときの読出し位置を補正する手段と、 を具備してなることを特徴とするカメラ。