(57)【要約】【課題】  例えば、光学部材の駆動による光学特性の変化を画像データの処理により補正するのに有利な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、光学部材の駆動の制御を行い、前記光学部材を介して得られた画像データの処理により前記駆動による光学特性の変化の補正を行う補正装置に前記補正のための信号の送信を行う、制御装置であって、前記送信を行う送信部と、前記駆動のための指令に基づいて前記制御のための目標信号を生成し、前記送信部に前記目標信号を第１時刻に送信させ、前記第１時刻から遅延時間だけ遅延した第２時刻に前記目標信号に基づいて前記駆動の制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。【選択図】  図１
2020160300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部材の駆動の制御を行い、
前記光学部材を介して得られた画像データの処理により前記駆動による光学特性の変化の補正を行う補正装置に前記補正のための信号の送信を行う、制御装置であって、
前記送信を行う送信部と、
前記駆動のための指令に基づいて前記制御のための目標信号を生成し、前記送信部に前記目標信号を第１時刻に送信させ、前記第１時刻から遅延時間だけ遅延した第２時刻に前記目標信号に基づいて前記駆動の制御を行う制御部と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記遅延時間を設定する設定部を有することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１時刻とは異なる第３時刻に、前記補正装置とは異なる装置に前記目標信号を送信することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１時刻および第３時刻は、それぞれ互いに異なる２つの遅延時間の設定により決められることを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記遅延時間は、前記第１時刻から前記処理の開始までに要する時間を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記補正のための信号は、前記光学部材の状態に関する信号を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
光学部材と、
前記光学部材の駆動の制御を行う請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の制御装置と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項８】
前記光学装置の像面に配された撮像素子を含むことを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記光学部材と前記撮像素子とを介して得られた画像データの処理を行う画像処理部を有することを特徴とする請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記光学部材は、変倍、合焦、および光量調節のうち少なくとも１つのために可動のユニットを含み、
前記光学特性は、周辺光量および倍率色収差のうち少なくとも一方を含む、
ことを特徴とする請求項７ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置および光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学系を通して撮影された画像（映像）には、該光学系に起因した劣化が存在しうる。そのような光学系に起因する画像の劣化の少なくとも一部は、撮像装置または画像処理装置において補正することができる。特許文献１は、撮像面における色収差量を得、色収差による画像の劣化を当該色収差量に基づいて補正するための画像処理を行う装置を開示している。また、特許文献２は、周辺光量の低下を画像信号の増幅処理により補正（補償）する撮像装置を開示している。
【０００３】
ところで、補正処理は、ある程度の時間を要するものである。光学系は、例えば、ズーム状態により、その収差（例えば、倍率色収差）が変化する。そのため、当該ズーム状態に応じて、収差を画像処理により補正するためのデータ（以下、収差補正データともいう）を生成する必要がある。ところが、実際のズーム状態での収差補正データは、予め準備された代表的なズーム状態での収差補正データ（テーブルデータ）から補間処理等によって生成されうるものである。このような補間処理等のため、収差補正データの生成には時間を要することになる。
【０００４】
よって、補正対象の画像（以下、対象画像ともいう）の生成（撮像）時点から、補正データが生成されて補正処理が可能となる時点までに遅延が生ずる。換言すれば、生成された対象画像に直ちに補正処理を行いたいところ、補正データの生成が間に合わない。また、対象画像の生成時点より前の時点でのズーム状態に基づいて補正データを先行して生成することはできるが、当該補正データは、対象画像の生成時点でのズーム状態に基づくものではないため、適切な補正処理は行えない。
【０００５】
ここで、特許文献３は、光学系の状態と制御指令とに基づいて、補正処理の遅延時間だけ時間が経過した後の光学系の状態を予測し、当該予測状態に基づいて補正データを生成する。そうすることにより、対象画像に対して適切な補正処理を行えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３５８０５号公報
【特許文献２】特開２００５−２１７５０４号公報
【特許文献３】特許５４８３８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３の補正処理は、例えば、不変の制御指令がしばらく継続した後に制御指令が更新されてから、補正処理の遅延時間だけ時間が経過するまでは、予測した光学系の状態と実際の光学系の状態との間に乖離が生じるため、適切な補正処理を行うことができない。これは、当該期間に関して予測状態の生成を開始する時点では、制御指令が更新される時点より前であるため予測状態は不変であるのに対して、実際の光学系の状態は制御指令の更新により変化するためである。本発明は、例えば、光学部材の駆動による光学特性の変化を画像データの処理により補正するのに有利な制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の制御装置は、光学部材の駆動の制御を行い、前記光学部材を介して得られた画像データの処理により前記駆動による光学特性の変化の補正を行う補正装置に前記補正のための信号の送信を行う、制御装置であって、前記送信を行う送信部と、前記駆動のための指令に基づいて前記制御のための目標信号を生成し、前記送信部に前記目標信号を第１時刻に送信させ、前記第１時刻から遅延時間だけ遅延した第２時刻に前記目標信号に基づいて前記駆動の制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば、光学部材の駆動による光学特性の変化を画像データの処理により補正するのに有利な制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１におけるレンズ装置１０１を含む撮像システムの構成ブロック図。
【図２】実施例１におけるレンズ装置１０１のフローチャート。
【図３】実施例１における遅延処理の効果を示す図。
【図４】実施例２におけるレンズ装置２０１を含む撮像システムの構成ブロック図。
【図５】実施例２における遅延処理の効果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【実施例１】
【００１２】
以下、図１〜３を参照して、本発明の第１の実施例による制御装置について説明する。本実施例では、カメラ装置に着脱可能なレンズ装置（光学装置）内に構成された制御部（制御装置）を例にとって説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例であるレンズ装置１０１を含む撮像装置（光学装置）の構成ブロック図である。ここで、本発明の制御装置は以下で説明するレンズ装置１０１に含まれる、駆動制御部１００６、操作部１００７、制御位置算出部１００８、遅延量設定部１００９、遅延処理部１０１０、出力部（送信部）１０１１で構成される実施例を説明する。
【００１４】
レンズ装置１０１は、カメラ装置１０２と着脱可能である。レンズ装置１０１は、合焦機能を有する可動のフォーカスレンズユニット１００１、変倍機能を有する可動のズームレンズユニット１００２、光量調節機能を有する可動の開口絞り１００３などの光学部材を介し、被写体をカメラ装置１０２の不図示の撮像素子へと結像させる。
【００１５】
駆動部１００４は、ズームレンズ１００２を駆動させる駆動部であり、例えばＤＣモータやステッピングモータ等で構成される。
【００１６】
位置検出部１００５は、ズームレンズ１００２の位置（状態）を検出する検出部であり、例えばポテンショメータやエンコーダで構成される。
【００１７】
駆動制御部１００６は、ズームレンズ１００２の制御部であり、本実施例では位置検出部１００５で検出した位置に応じて駆動部１００４を駆動する、いわゆるポジションフィードバックを行う構成となっている。
【００１８】
操作部（入力部）１００７はズームレンズ１００２を駆動するための操作が行われて操作指令が入力される操作部である。操作部１００７は、例えば、ズームの駆動方向と駆動速度を操作する操作量（操作指令）として出力するロッカーシーソーである。本実施例においては操作部における操作がズーム速度である場合について説明を行う。
【００１９】
制御位置算出部（制御装置）１００８は、操作部１００７で取得した操作情報から、制御目標位置を決定する決定部である。制御目標位置決定の詳細については後述する。
【００２０】
遅延量設定部（変更部）１００９は操作部１００７による操作に対応する制御を遅らせて実行する遅延量を設定する設定部であり、例えばボリュームである。
【００２１】
遅延処理部（制御部）１０１０は、制御位置算出部１００８で決定した制御目標位置を、遅延量設定部１００９により設定された時間だけ遅らせる処理部である。遅延処理の詳細は後述する。
【００２２】
出力部１０１１はカメラ装置１０２に制御情報を出力（送信）する出力部であり、例えば通信部である。本実施例においては、ズームレンズ１００２の出力位置として、制御位置算出部１００８が決定した制御目標位置が制御情報として出力される。
【００２３】
カメラ装置（補正装置）１０２は、不図示の撮像素子にて撮像した画像データに対して、レンズ装置１０１の出力部１０１１より出力されたズームレンズ１００２の位置情報を用いて、不図示の画像処理部にて、発生した光学特性の変化に対して画像補正を行う。具体的には、補正する対象とする光学特性の補正は倍率色収差補正や周辺光量補正等である。この画像補正は、ズームレンズ１００２の位置情報を取得してから補正データを生成する処理までに時間がかかるため、画像に補正が適用されるまでに補正遅延が発生する。本実施例においては、４０［ｍｓｅｃ］遅延が発生する場合を例に説明を行う。
【００２４】
以上の構成により、駆動制御部１００６は遅延処理部１０１０が算出した遅延目標位置に基づき制御を行う一方、出力部１０１１は制御位置算出部１００８が決定した制御目標位置（目標信号）に基づいてズームレンズ１００２の位置を出力する。言い換えると、出力部１０１１は制御目標位置に基づくズームレンズ１００２の位置を第１時刻に出力し、駆動制御部１００６は第１時刻から設定された時間だけ遅らせた第２時刻に、同じ制御目標位置に基づきズームレンズ１００２を駆動制御する。
【００２５】
次に、図２のフローチャートを用いて、レンズ装置１０１におけるレンズ制御のフローについて説明を行う。なお、本フローチャートはレンズ装置１０１内部のサンプリングに基づいて定期的に開始されるものである。
【００２６】
Ｓ２００は処理の開始であり、Ｓ２０１へと進む。
Ｓ２０１では、操作部１００７がユーザーの操作量を取得し、Ｓ２０２へと進む。
Ｓ２０２では、制御位置算出部が制御目標位置を決定し、Ｓ２０３へと進む。制御目標位置決定の詳細については後述する。
【００２７】
Ｓ２０３では、遅延量設定部１００９にて設定された遅延量を取得し、Ｓ２０４へと進む。
Ｓ２０４では、遅延処理部１０１０が、Ｓ２０２で決定した制御目標位置を、Ｓ２０３で取得した遅延量だけ遅らせた遅延目標位置を算出し、Ｓ２０５へと進む。遅延処理の詳細は後述する。
【００２８】
Ｓ２０５では、Ｓ２０２で決定した制御目標位置を出力部１０１１が出力する出力位置として設定し、Ｓ２０６へと進む。
【００２９】
Ｓ２０６では、駆動制御部１００６が、Ｓ２０４で算出した遅延目標位置に基づいてズームレンズ１００２を制御し、Ｓ２０７へと進む。なお、駆動制御部１００６によるズームレンズ１００２の制御は一般的なポジションフィードバック制御と同等であるため、詳細については説明を省略する。
【００３０】
Ｓ２０７は、処理の終了である。
以上説明したフローをサンプリングに基づいて定期的に実行することで、レンズ制御を行う。
【００３１】
次に、図２のＳ２０２にて実行される、制御位置算出部１００８における制御目標位置の決定の詳細について、説明を行う。
【００３２】
操作部１００７によって取得されたユーザーの操作量の現在時刻でのサンプリングに基づいて得られる制御目標位置Ｐ（ｎ）［ｍｍ］は、以下の式（１）にて表すことができる。
Ｐ（ｎ）＝Ｐ（ｎ−１）＋Ｃ（ｎ）×Ｓ  ・・・（１）
ここで、Ｐ（ｎ−１）は、１サンプリング周期前の時刻でのサンプリング時の制御目標位置［ｍｍ］である。
【００３３】
コントロール値Ｃ（ｎ）は、現在のサンプリング時の操作部１００７における駆動速度［ｍｍ／ｓｅｃ］である。但し、駆動速度に対応するコントロール値Ｃ（ｎ）は、駆動部１００４、位置検出部１００５、駆動制御部１００６におけるズームレンズ１００２のポジションフィードバック制御において充分制御可能な駆動速度以下に制限されるものとする。Ｓは、サンプリング周期［ｓｅｃ］である。
【００３４】
以上説明したとおり、制御位置算出部１００８は、操作部１００７のズーム速度操作から、制御目標位置を決定することができる。
【００３５】
続いて、図２のＳ２０４にて実行される、遅延処理部１０１０による遅延処理の詳細について説明を行う。
【００３６】
まず、遅延量設定部１００９にて設定された遅延量から、遅延処理部１０１０が目標位置を遅延させる遅延サンプリング数を算出する。具体的には、遅延サンプリング数Ｄは、以下の式（２）にて表すことができる。
Ｄ＝（Ｔ−Ｌ）／Ｓ  ・・・（２）
ここで、Ｔは遅延量設定部１００９にて設定された遅延量［ｓｅｃ］である。Ｌは、駆動制御部１００６における制御遅延時間［ｓｅｃ］である。本実施例では、駆動制御部１００６における制御遅延は１サンプリング分であり、すなわちＬ＝Ｓであるとする。Ｓは、サンプリング周期［ｓｅｃ］である。
【００３７】
次に、遅延処理部１０１０は、サンプリング毎の制御目標位置を、遅延サンプリング数だけ遅らせた遅延目標位置を生成する。遅延処理部１０１０は、遅延量設定部１００９によって設定可能な遅延量から算出される遅延サンプリング数分だけ制御目標位置を一時的に記憶するバッファ部（記憶部）を有する。現在のサンプリング時の遅延目標位置Ｑ（ｎ）［ｍｍ］は、以下の式（３）にて表すことができる。
Ｑ（ｎ）＝Ｐ（ｎ−Ｄ）  ・・・（３）
ここで、Ｄは遅延サンプリング数（第１時間）であり、すなわちＰ（ｎ−Ｄ）は、Ｄ回前のサンプリングのタイミングにおける制御目標位置［ｍｍ］である。
【００３８】
以上説明したとおり、遅延処理部１０１０は、遅延量設定部１００９の設定に基づいて、制御目標位置から遅延量だけ遅らせた遅延目標位置を算出することができる。
【００３９】
先述のとおり、駆動制御部１００６は遅延処理部１０１０が算出した遅延目標位置に基づき制御を行う一方、出力部１０１１は制御位置算出部１００８が決定した制御目標位置に基づいてズームレンズ１００２の位置を出力する。
【００４０】
そのため、遅延処理部１０１０及び駆動制御部１００６は、遅延量設定部１００９により設定した時間だけ過去に、出力部１０１１が出力した出力位置となるよう、ズームレンズ１００２を制御することと同義となる。
【００４１】
続いて、図３を用いて、本実施例の効果を、具体的な数値を用いて説明を行う。
図３は、ｘ回目のサンプリングのタイミング（以後、「サンプリングｘ」とも記載する）における各値の例を示した表である。なお、遅延量設定部１００９により設定された遅延量は、カメラ装置１０２における補正遅延量であり、すなわち４０［ｍｓｅｃ］であるとする。また、サンプリング周期は１０［ｍｓｅｃ］、制御遅延は１サンプリング分とし、すなわち、式（２）より、遅延サンプリング数が３である例を示す。
【００４２】
ここで、Ｃ（ｘ）はサンプリングｘにおけるコントロール値である。
Ｐ（ｘ）は、サンプリングｘにおける制御目標位置である。
Ｑ（ｘ）は、サンプリングｘにおける遅延目標位置である。
【００４３】
検出位置は位置検出部１００５が検出したズームレンズ１００２の位置である。サンプリングｘにおける検出位置は、現サンプリングでの遅延目標位置Ｑ（ｘ）への制御を行う前になるので、前サンプリングでの遅延目標位置Ｑ（ｘ−１）と等しくなる。すなわち、制御遅延が１サンプリング分であることと同義である。
【００４４】
出力位置は出力部１０１１がカメラ装置１０２に出力するズームレンズ１００２の位置である。
また、遅延サンプリング数が３であるため、遅延処理部１０１０は３サンプリング分過去の制御目標位置Ｐ（ｘ）を一時的に記憶する。
【００４５】
続いて、ｘ＝ｎ＋５のタイミングにおけるサンプリングを例に説明を行う。
サンプリングのタイミングｘ＝ｎ＋５のサンプリング開始時には、遅延処理部１０１０のバッファ部にＰ（ｎ＋４）、Ｐ（ｎ＋３）、Ｐ（ｎ＋２）の３サンプリング分のデータが記憶されている。
【００４６】
続いて、図２のＳ２０２において、制御目標位置の決定を行う。
ｘ＝ｎ＋５での制御目標位置Ｐ（ｎ＋５）は、ｘ＝ｎ＋４の時のＰ（ｎ＋４）が５８０であって、ｘ＝ｎ＋５の時のコントロール値Ｃ（ｎ＋５）が１０であるため、式（１）より制御目標位置Ｐ（ｎ＋５）＝５９０となる。
【００４７】
次に、図２のＳ２０４において、遅延処理の実行を行う。本実施例では遅延サンプリング数が３である。そのため、式（３）より、タイミングｘ＝ｎ＋５における遅延目標位置Ｑ（ｎ＋５）は、タイミングｘ＝ｎ＋２におけるコントロール値Ｃ（ｎ＋２）＝２０に基づいて導出された制御目標位置Ｐ（ｎ＋２）と等しく５４０となる。その後、次のサンプリングのためにバッファ部の更新を行う。具体的には、Ｐ（ｎ＋５）、Ｐ（ｎ＋４）、Ｐ（ｎ＋３）、の３つ分の制御目標位置のデータを一時的に記憶する。
【００４８】
そして、タイミングｘ＝ｎ＋５における出力位置は制御目標位置Ｐ（ｎ＋５）と等しくなるため５９０となる。また検出位置は前サンプリング時に制御目標位置とした値であり、すなわち、遅延目標位置Ｑ（ｎ＋４）と等しくなるため、５２０となる。
【００４９】
ここで、カメラ装置１０２の補正遅延は４０［ｍｓｅｃ］である。そのため、カメラ装置１０２が画像補正に適用する補正データを算出するために使用するズームレンズ１００２の位置は、レンズ装置１０１においては４サンプリング前に出力した位置となる。
【００５０】
すなわち、レンズ装置１０１がｘ＝ｎ＋５のサンプリングを行っているタイミングにおいて、カメラ装置１０２はレンズ装置１０１がｎ＋１のサンプリング時に出力した出力位置５２０を元に画像補正を行うことになる。
【００５１】
先述のとおり、遅延処理部１０１０における遅延処理により、ｘ＝ｎ＋５の時の検出位置は５２０であるため、カメラ装置１０２が画像補正を行う際に適用する出力位置５２０と一致し、適切なズーム位置情報を元に画像補正を行うことが可能となる。
【００５２】
以上説明したとおり、出力位置に対してズームレンズ１００２の制御を遅らせることで、カメラ装置１０２が画像補正を行う際に適用する出力位置とズームレンズ１００２の位置が一致し、適切なズーム位置情報を元に画像補正を行うことが可能となる。
【００５３】
なお、本実施例では、操作部による操作を行ってから実際にレンズが移動するまでに補正量だけ遅れが発生するため、ユーザー操作による応答性は悪化し、操作感も悪化する懸念がある。そのため、遅延量をカメラ装置１０２の補正遅延４０［ｍｓｅｃ］より短く設定可能とし、操作感の悪化と画像補正の補正残りとのトレードオフで微調整を行うことが可能な構成とすることが望ましい。
【００５４】
また、本実施例においては遅延量設定部１００９により遅延量を設定したが、例えばカメラ装置１０２から通信部を介して補正遅延の情報を取得するようにしても良い。その際にも操作性とのトレードオフで微調節を行う調節部と併用しても良い。
【００５５】
また、遅延量設定部１００９とは別に、遅延処理を行うか否かを切り替えられるようにしても良い。例えばユーザーの手元にＳＷを設け、補正遅延を許容する場合や操作性を重視したい場合にはＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようにしても良い。
また、ズーム速度に応じて処理のＯＮ／ＯＦＦを切り替えたり、補正遅延の係数（ゲイン）を切り替えても良い。
【００５６】
例えば遅い速度の場合、画角を合わせるために操作性が重視されることがあるのに加え、補正遅延時間内でのズーム移動量は小さいため、補正残りは映像上気にならないことが多い。そのため遅延処理をＯＦＦにする、もしくは設定されている遅延量にゲインをかけて遅延量を小さくすることで、操作性を向上することができる。
【００５７】
また例えば速い速度の場合、操作による応答性が悪いと意図した画角に停止させることが困難となるため、操作性が重視されることがあるのに加え、高速ズームによる映像上の変化が大きいため、早い速度の場合は映像を使用しない場合も多い。そのため遅延処理をＯＦＦにする、もしくは設定されている遅延量にゲインをかけて遅延量を小さくすることで、操作性を向上することができる。
【００５８】
また、駆動方向毎に微調整可能な構成としても良い。例えば周辺光量補正データにズームによる光量落ち（Ｆ落ち）分も加味した補正を行う場合、補正遅延が発生すると、望遠側への駆動中は映像が暗く、広角側への駆動中は映像が明るくなる。映像が明るくなる方が映像上の違和感が大きく感じられるため、望遠側への駆動と広角側への駆動での遅延量をそれぞれ微調整できるようにすることで、映像上の違和感を小さく抑えることができる。
【００５９】
また、補正遅延時間当たりの補正ズレ量はズームの位置変化量に起因し、すなわちズーム速度が速いほど補正遅延による映像上の変化が大きくなる。そこで、本発明に加えてズームの最高速度を制限することで、より映像上の違和感を小さく抑えることができる。
【００６０】
また、本実施例においては操作部における操作がズーム速度である場合について説明を行ったが、これに限ることは無く、例えばズーム位置を指定する操作やズーム位置と速度の両方を指定する操作においても同様の効果を奏することができる。
【００６１】
また、本実施例においては遅延量設定部により設定される遅延量がサンプリングの倍数である例を示したが、これに限ることは無い。例えばサンプリングで割り切れない場合は四捨五入を行って遅延サンプリング数を求めても良いし、遅延目標位置を求める際に小数点以下に相当する位置変位量を、前後の位置情報から演算しても良い。
【実施例２】
【００６２】
以下、図４〜図５を参照して、本発明の第２の実施例による撮像装置（光学装置）について説明する。本実施例では、カメラ装置に着脱可能なレンズ装置（光学装置）内に構成された制御部（制御装置）を例にとって説明する。
【００６３】
図４は、本発明の第２の実施例であるレンズ装置２０１を含む撮像システムの構成ブロック図である。
なお、第１の実施例におけるレンズ装置１０１と同等の構成については、図１の構成ブロック図と同符号を付し、説明を省略する。
【００６４】
レンズ装置２０１は、出力部１０１１Ａ〜１０１１Ｃの３つを有す。
出力部１０１１Ａは、カメラ装置２０２が、カメラ装置２０２の有する不図示の表示装置に表示するためのズームレンズ１００２の出力位置Ａを出力する出力部である。
【００６５】
出力部１０１１Ｂは、カメラ装置２０２が画像補正を行うためのズームレンズ１００２の出力位置Ｂを出力する出力部である。本実施例においては出力部１０１１Ａと出力部１０１１Ｂは同一の通信部であり、カメラ装置２０２からの表示位置要求に対しては出力位置Ａを、補正位置要求に対しては出力位置Ｂを返信する。
【００６６】
出力部１０１１Ｃは、カメラ装置２０２とは異なる画像処理装置２０３が画像処理を行うためのズームレンズ１００２の出力位置Ｃを出力する出力部である。
【００６７】
これらの出力部１０１１Ａ〜１０１１Ｃは、実施例１と異なり、制御位置算出部１００８が算出した制御目標位置ではなく、遅延処理部２０１０が算出した遅延出力位置に基づいて出力位置を決定する。
【００６８】
遅延量設定部１００９Ａ〜１００９Ｃはそれぞれ、出力部１０１１Ａ〜１０１１Ｃにて出力する出力位置Ａ〜Ｃに対応する遅延量をそれぞれ設定する設定部である。
【００６９】
遅延処理部２０１０は、複数の遅延量設定部１００９Ａ〜１００９Ｃにより設定された時間を元に遅延目標位置及び遅延出力位置を算出する処理部である。遅延処理の詳細は後述する。
【００７０】
カメラ装置２０２は、出力部１０１１Ａより出力された出力位置Ａを不図示の表示装置に表示させるとともに、出力部１０１１Ｂより出力された出力位置Ｂを用いて画像補正を行う。不図示の表示装置に出力位置Ａを表示させる処理については遅延は発生せず、画像補正処理については、実施例１と同等に４０［ｍｓｅｃ］遅延が発生する場合を例に説明を行う。
【００７１】
画像処理装置２０３は、カメラ装置２０２が出力する画像信号に対して、レンズ装置２０１の出力部１０１１Ｃより出力された出力位置Ｃを用いて画像補正を行う画像処理装置である。具体的には、クロマキーを用いたバーチャル合成システム等である。この画像処理は、ズームレンズ１００２の位置情報を取得してから画像に処理が適用されるまでに処理遅延が発生する。本実施例においては、３０［ｍｓｅｃ］遅延が発生する場合を例に説明を行う。
【００７２】
続いて、実施例１と異なる処理となる、遅延処理部２０１０による遅延処理の詳細について説明を行う。
まず、遅延量設定部１００９Ａ〜１００９Ｃそれぞれにて設定された所定の遅延量（時間）Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃから、実施例１の式（２）を用いてそれぞれの遅延量における遅延サンプリング数Ｄａ〜Ｄｃを算出する。
【００７３】
次に、遅延処理部２０１０は、それぞれの遅延サンプリング数Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃのうち、最も大きい遅延サンプリングを最大遅延サンプリング数Ｄとし、サンプリング毎の制御目標位置を、最大遅延サンプリング数Ｄだけ遅らせた遅延目標位置を生成する。
【００７４】
また、遅延処理部２０１０は、実施例１とは異なり、最大遅延サンプリング数Ｄ＋制御遅延サンプリング数分だけ制御目標位置を一時的に記憶するバッファ部を有している。
【００７５】
続いて、遅延処理部２０１０は、バッファ部に記憶している制御目標位置から、出力部１０１１Ａ〜１０１１Ｃで出力する出力位置Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃを算出する。
【００７６】
現サンプリング時の出力位置ＡであるＯａ（ｎ）［ｍｍ］は、以下の式（４）にて表すことができる。また同様に、出力位置ＢであるＯｂ（ｎ）［ｍｍ］は以下の式（５）、出力位置ＣであるＯｃ（ｎ）［ｍｍ］は以下の式（６）にて表すことができる。
Ｏａ（ｎ）＝Ｐ（ｎ−（Ｄ−Ｄａ））  ・・・（４）
Ｏｂ（ｎ）＝Ｐ（ｎ−（Ｄ−Ｄｂ））  ・・・（５）
Ｏｃ（ｎ）＝Ｐ（ｎ−（Ｄ−Ｄｃ））  ・・・（６）
【００７７】
以上説明したとおり、遅延処理部２０１０は、遅延量設定部１００９Ａ〜１００９Ｃの設定に基づいて、制御目標位置から最大遅延量だけ遅らせた遅延目標位置を算出することができる。
また加えて、遅延処理部２０１０は、遅延量設定部１００９Ａ〜１００９Ｃの設定に基づいて、それぞれの遅延量に基づいた出力位置Ｏａ、Ｏｂ、Ｏｃを算出することができる。
【００７８】
続いて、図５を用いて、本実施例の効果を、具体的な数値を用いて説明を行う。
図５は、あるサンプリングｘにおける各値の例を示した表である。
【００７９】
なお、遅延量設定部１００９Ａにより設定された遅延量Ｔａは、カメラ装置２０２における不図示の表示装置に表示させる処理の遅延量であり、すなわち０［ｍｓｅｃ］であるとする。遅延量設定部１００９Ｂにより設定された遅延量Ｔｂは、カメラ装置２０２における画像補正の補正遅延量であり、すなわち４０［ｍｓｅｃ］であるとする。遅延量設定部１００９Ｃにより設定された遅延量Ｔｃは、画像処理装置２０３における画像処理の処理遅延量であり、すなわち３０［ｍｓｅｃ］であるとする。また、サンプリング周期は１０［ｍｓｅｃ］、制御遅延は１サンプリング分とする。
【００８０】
なお、ｘ、Ｃ（ｘ）、Ｐ（ｘ）、Ｑ（ｘ）、検出位置については、実施例１の図３と同等のため、説明を省略する。
Ｏａ（ｘ）、Ｏｂ（ｘ）、Ｏｃ（ｘ）はそれぞれ、サンプリングｘにおける出力位置Ａ〜Ｃである。
【００８１】
まず、遅延量Ｔａ〜Ｔｃから、式（２）を用いて、遅延サンプリング数Ｄａ〜Ｄｃ及び最大遅延サンプリング数Ｄを算出する。
Ｄａ＝（Ｔａ−Ｌ）／Ｓ＝（０−１０／１０）＝−１
Ｄｂ＝（Ｔｂ−Ｌ）／Ｓ＝（４０−１０／１０）＝３
Ｄｃ＝（Ｔｃ−Ｌ）／Ｓ＝（３０−１０／１０）＝２
Ｄ＝Ｍａｘ（Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ）＝３
ここで、Ｍａｘ（Ａ，Ｂ，・・・）は、Ａ，Ｂ，・・・の中で最大の値を示す関数である。最大遅延サンプリング数が３であるため、遅延処理部２０１０は３＋１で４サンプリング分過去の制御目標位置Ｐ（ｘ）を一時的に記憶する。
【００８２】
続いて、ｘ＝ｎ＋５のタイミングにおけるサンプリングを例に説明を行う。
サンプリングのタイミングｘ＝ｎ＋５のサンプリング開始時には、遅延処理部２０１０のバッファ部にＰ（ｎ＋４）、Ｐ（ｎ＋３）、Ｐ（ｎ＋２）、Ｐ（ｎ＋１）の４サンプリング分の制御目標位置のデータが記憶されている。
【００８３】
図２のＳ２０２における制御目標位置の決定は実施例１と同様のため説明を省略する。
次に、図２のＳ２０４における遅延処理実行について説明を行う。本実施例では最大遅延サンプリング数が３である。そのため、式（３）より、タイミングｘ＝ｎ＋５における遅延目標位置Ｑ（ｎ＋５）は、タイミングｘ＝ｎ＋２におけるコントロール値Ｃ（ｎ＋２）＝２０に基づいて導出された制御目標位置Ｐ（ｎ＋２）と等しくなり、５４０となる。
【００８４】
また、出力位置Ａ〜Ｃに関しては、式（４）〜式（６）を用いて、以下のとおりとなる。
Ｏａ（ｎ＋５）＝Ｐ（ｎ＋５−（３−（−１）））＝Ｐ（ｎ＋１）＝５２０
Ｏｂ（ｎ＋５）＝Ｐ（ｎ＋５−（３−３））＝Ｐ（ｎ＋５）＝５９０
Ｏｃ（ｎ＋５）＝Ｐ（ｎ＋５−（３−２））＝Ｐ（ｎ＋４）＝５８０
ここで、カメラ装置２０２の不図示の表示装置に表示させる処理は、遅延が発生しない。そのため、カメラ装置２０２が表示装置に表示するズームレンズ１００２の位置は、レンズ装置２０１においては現サンプリングで出力した出力位置Ａとなる。
【００８５】
すなわち、レンズ装置２０１がｘ＝ｎ＋５のサンプリングを行っているタイミングにおいて、カメラ装置２０２はレンズ装置２０１がｎ＋５のサンプリング時に出力した出力位置ＢであるＯａ（ｎ＋５）、すなわち５２０に対応した情報を表示装置に表示する。
【００８６】
また、カメラ装置２０２の補正処理における補正遅延は４０［ｍｓｅｃ］である。そのため、カメラ装置２０２が画像補正に適用する補正データを算出するために使用するズームレンズ１００２の位置は、レンズ装置２０１においては４サンプリング前に出力した出力位置Ｂとなる。
【００８７】
すなわち、レンズ装置２０１のｘ＝ｎ＋５のサンプリング時に、カメラ装置２０２はレンズ装置２０１がｎ＋１のサンプリング時に出力した出力位置ＢであるＯｂ（ｎ＋１）、すなわち５２０を元に画像補正した結果が処理遅延を経て反映されていることになる。
【００８８】
同様に、画像処理装置２０３の画像処理における処理遅延は３０［ｍｓｅｃ］である。そのため、画像処理装置２０３が画像補正に適用する補正データを算出するために使用するズームレンズ１００２の位置は、レンズ装置２０１においては３サンプリング前に出力した出力位置Ｃとなる。
【００８９】
すなわち、レンズ装置２０１のｘ＝ｎ＋５のサンプリング時に、画像処理装置２０３はレンズ装置２０１がｎ＋２のサンプリング時に出力した出力位置ＣであるＯｃ（ｎ＋２）、すなわち５２０を元に画像補正した結果が処理遅延を経て反映されていることになる。
【００９０】
先述の通り、遅延処理部２０１０における遅延処理により、タイミングｘ＝ｎ＋５の時の検出位置は５２０であり、カメラ装置２０２及び画像処理装置２０３が行う各処理で適用されるズームレンズ１００２の位置と一致させることができる。すなわち、カメラ装置２０２及び画像処理装置２０３は、適切なズーム位置情報を元に画像補正等の処理を行うことが可能となる。
【００９１】
これにより、駆動制御部１００６は遅延目標位置に基づき制御を行う一方、出力部１０１１は制御目標位置（目標信号）に基づいてズームレンズ１００２の位置をカメラ装置２０２と画像処理装置２０３に出力する。
【００９２】
出力部Ｂ１０１１Ｂは制御目標位置に基づくズームレンズ１００２の位置を第１時刻にカメラ装置２０２に画像補正のために出力する。出力部Ａ１０１１Ａは制御目標位置に基づくズームレンズ１００２の位置を第１時刻とは異なる時刻（第３時刻）にカメラ装置２０２の表示装置に出力する。出力部Ｃ１０１１Ｃは制御目標位置に基づくズームレンズ１００２の位置を第１時刻とは異なる時刻（第３時刻）に画像処理装置２０３での画像補正のために出力する。駆動制御部１００６は第１時刻から設定された時間だけ遅らせた第２時刻に、制御目標位置（目標信号）に基づきズームレンズ１００２の駆動の制御を行う。
【００９３】
なお、本実施例の遅延量Ｔａのように、遅延量０［ｍｓｅｃ］と指定された場合、遅延処理部２０１０によって算出するのではなく、位置検出部１００５にて検出された位置をそのまま出力するようにしても良い。
【００９４】
以上、本実施例においてはズームレンズについて説明したが、それに限ることは無い。例えば、フォーカスレンズや絞り、シフトレンズ等の駆動系において同様の処理を適用することが可能である。
【００９５】
また、出力部により出力するデータもズームレンズの位置情報として説明したが、それに限ることは無く、レンズの位置に応じて変化するデータであれば良い。例えば、ズームレンズの位置によって変化する周辺光量の低下量または補正量を示すデータでも良いし、フォーカスレンズの移動に伴う像面変化の敏感度でも良い。
【００９６】
また、制御部は閉ループ制御を行う構成としたが、それに限ることは無い。例えば駆動部をステッピングモータとし、開ループ制御を行う場合、位置検出手段を有さない構成においても本発明を適用することが可能である。
【００９７】
また、実施例においては、カメラ装置とレンズ装置が取り外し可能である構成で説明を行ったが、カメラ装置とレンズ装置が一体型となった撮像装置においても同様の処理を適用することが可能である。さらに、カメラ装置とレンズ装置が一体型または互いに着脱可能の撮像装置と、レンズ装置の出力部から出力された制御目標位置に関する情報に基づき、カメラ装置からの画像情報に対して画像処理を行う画像処理装置（補正装置）と、を有することを特徴とする画像処理システムにおいても、本発明の効果を享受することができる。
【００９８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、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。
【符号の説明】
【００９９】
１００６  駆動制御部
１００７  操作部（入力部）
１００８  制御位置算出部
１０１０  遅延処理部（制御部）
【図１】
2020160300.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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