(57)【要約】【課題】撮像素子が小さい場合は、アイリスを開放にしても、被写体だけを合焦状態にし、背景をボカすことが困難であった。【解決手段】背景の合焦状態を設定する錯乱円径設定手段と、前記錯乱円径設定手段の出力と収差データに基づいて前記マクロ部の駆動量を演算するマクロ駆動量演算手段と、前記マクロ駆動量演算手段の出力に基づいて、フォーカス部の補正位置を演算するフォーカス補正位置演算手段とを備え、前記マクロ駆動量演算手段の出力に応じて前記マクロ部を、前記フォーカス補正位置演算手段の出力に応じて前記フォーカス部を駆動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マクロ部と、マクロ駆動手段とを備えたズームレンズ装置において、
背景の合焦状態を設定する錯乱円径設定手段と、前記錯乱円径設定手段の出力と収差データに基づいて前記マクロ部の駆動量を演算するマクロ駆動量演算手段と、前記マクロ駆動量演算手段の出力に基づいて、フォーカス部の補正位置を演算するフォーカス補正位置演算手段とを備え、前記マクロ駆動量演算手段の出力に応じて前記マクロ部を、前記フォーカス補正位置演算手段の出力に応じて前記フォーカス部を駆動することを特徴とするズームレンズ装置。
【請求項２】
画面内の複数の被写体に対して距離を測定する測距手段と、前記マクロ駆動量演算手段の出力と前記測距手段の出力に基づいて、前記フォーカス部の補正位置を演算するフォーカス補正位置演算手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ装置。
【請求項３】
前記収差データに基づいて、像ぶれ補正部の補正位置を演算する像ぶれ補正部補正位置演算手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マクロ機能を有するズームレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビやモニターなどの大画面化および高画質化がすすみ、映し出される映像に対する高画質化要求が高まっていた。この高画質化要求に応えるべく、放送用ズームレンズでは像ぶれ補正機能やオートフォーカス機能を搭載した高機能ズームレンズが開発された。一方で、カメラやレンズ等の撮影機材は、急速に小型化が進行し、さまざまな状況においてユーザは容易に高画質映像を撮影し、多様な映像効果を得ることが可能になった。
【０００３】
さらに映像効果を高めるために、被写体だけを合焦させ、背景をボカすことにより被写体の存在をより際立たせる撮影方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第０３６０１５００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の撮影方法では、アイリスを開放にして被写界深度を浅くすることにより、背景に対するボカし効果を得ていた。そのために、アイリスが開放側に駆動されることにともなう輝度変化が生じ、カメラのゲイン調整により輝度をあわせこむ作業が必須であった。さらには近年のカメラ小型化にともなう撮像素子の小型化により、被写界深度が深くなり、従来のようにアイリスを開放にするだけでは背景をボカすことが難しい場合が生じ、それに対する対策が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
マクロ部と、マクロ駆動手段とを備えたズームレンズ装置において、
背景の合焦状態を設定する錯乱円径設定手段と、前記錯乱円径設定手段の出力と収差データに基づいて前記マクロ部の駆動量を演算するマクロ駆動量演算手段と、前記マクロ駆動量演算手段の出力に基づいて、フォーカス部の補正位置を演算するフォーカス補正位置演算手段とを備え、前記マクロ駆動量演算手段の出力に応じて前記マクロ部を、前記フォーカス補正位置演算手段の出力に応じて前記フォーカス部を駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像素子が小さいなど被写界深度が深い場合でも、被写体に合焦した状態において背景をボカす効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施例の構成図である。
【図２】第１の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第２の実施例の構成図である。
【図４】第２の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】第３の実施例の構成図である。
【図６】第３の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】画面内の測距部配置を示す図である。
【図８】第３の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図１から図２の図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明を適用できる第１の実施例におけるズームレンズの構成図である。
【００１１】
１００は不図示のテレビカメラに着脱可能なズームレンズであり、１０１は被写体像の焦点を調節するためのフォーカス部、１０２はフォーカス部１０１の位置を検出するためのフォーカス位置検出部である。１０３はフォーカス部１０１を駆動するためのフォーカスモータ、１０４はフォーカスモータ１０３を回転するためのフォーカス駆動回路である。
【００１２】
１０５は変倍作用をもつズーム部であり、１０６はズーム部１０５の位置を検出するためのズーム位置検出部、１０７はズーム部を駆動するためのズームモータ、１０８はズームモータ１０７を回転するためのズーム駆動回路である。
【００１３】
つぎに１０９はアイリス部であり、１１０はアイリス部１０９の位置を検出するためのアイリス位置検出部、１１１はアイリス部を駆動するためのアイリスモータ、１１２はアイリスモータ１１１を回転するためのアイリス駆動回路である。
【００１４】
１１３はフランジバックを調整するためのマクロ部であり、１１４はマクロ部１１３の位置を検出するためのマクロ部位置検出部、１１５はマクロ部を駆動するためのマクロモータ、１１６はマクロモータ１１５を回転するためのマクロ駆動回路である。
【００１５】
そして１１７は、焦点距離や被写体距離を演算するためのデータおよび、焦点距離や被写体距離から収差データを演算するためのデータ等を格納する不揮発性メモリである。１１８はフォーカス部１０１等の制御を行うためのレンズ制御部、１１９は、マクロ部１１３の駆動量を演算するためのマクロ駆動量演算部である。１２０は、マクロ駆動量演算部の出力および不揮発性メモリ１１７に記憶されたデータに基づいて、フォーカス制御信号を補正するためのフォーカス補正位置演算部であり、１２１は後述するコントローラ２００と通信するための通信部である。
【００１６】
つづいて２００は、ズームレンズ１００に取り付け可能なコントローラである。２０１はズームレンズ１００と通信をするための通信部、２０２はフォーカス部１０１の駆動量を設定するためのフォーカス操作部、２０３はマクロ部１１３の駆動をＯＮ／ＯＦＦするマクロスイッチである。さらに２０４は、背景のボケ量を設定するためのボケ量設定部である。
【００１７】
本実施例では、レンズ制御部１１８とマクロ駆動量演算部１１９、フォーカス補正位置演算部１２０をレンズＣＰＵ１３０で実現している。
【００１８】
以下に図２のフローチャートに沿って、レンズＣＰＵ１３０の動作を説明する。
【００１９】
不図示のカメラに電源を投入し、ズームレンズ１００に電源が供給されると、レンズＣＰＵ１３０はＳ１０１にすすみ、フォーカス部１０１およびズーム部１０５など、ズームレンズ１００の各部を初期化する。マクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇも０に初期化する。Ｓ１０２では、フォーカス操作部２０２の操作量ａを入力し、（１）式を用いてフォーカスコントロールデータＦcntを演算し、Ｓ１０３では不図示のズーム操作部の操作量ｂを入力し、（２）式を用いてズームコントロールデータＺcntを演算する。
Ｆcnt  ＝  Ｋ1×ａ  （Ｋ1は任意の定数） （１）
Ｚcnt  ＝  Ｋ2×ｂ  （Ｋ2は任意の定数） （２）
つぎにＳ１０４においてレンズＣＰＵ１３０は、不図示のアイリス操作部の操作量ｃを入力し、（３）式を用いてアイリスコントロールデータＩcntを演算し、Ｓ１０５にすすむ。
【００２０】
Ｓ１０５では、マクロスイッチ２０３の状態を判断し、マクロスイッチ２０３がＯＮの場合はＳ１０６にすすむ。Ｓ１０６においてＣＰＵ１３０は、マクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇを１にセットし、Ｓ１０７においてボケ量設定部２０４の状態を入力し、（４）式を用いてボケ量設定値Ｒcntを演算、Ｓ１１０へすすむ。
Ｉcnt  ＝  Ｋ3×ｃ      （３）
Ｒcnt  ＝  Ｋ4×ｄ      （４）
このようにボケ量設定部２０４の状態に応じたボケ量設定値を演算することにより、操作者の意図したボケ量を任意に設定することが可能となる。
【００２１】
一方、Ｓ１０５においてマクロスイッチ２０３がＯＦＦの場合は、Ｓ１０８にすすみ、マクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇを０クリアし、Ｓ１０９ではボケ量設定値Ｒcntを０に設定、Ｓ１１０へジャンプする。
【００２２】
つぎにＳ１１０ではマクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇの状態を判断し、マクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇが１にセットされている場合は、Ｓ１１１にすすむ。Ｓ１１１では、不揮発性メモリ１１７より関数ｇ（）を入力し、（５）式とズームコントロールデータＺcntを用いて焦点距離ｆを演算し、Ｓ１１２にすすむ。
ｆ  ＝  ｇ（Ｚcnt）     （５）
Ｓ１１２にすすんだＣＰＵ１３０は、不揮発性メモリ１１７より関数ｈ（）を入力し、（６）式とフォーカスコントロールデータＦcntを用いて被写体距離Ｏｂｊを演算し、Ｓ１１３にすすむ。
Ｏｂｊ  ＝  ｈ（Ｆcnt） （６）
Ｓ１１３では、焦点距離ｆと被写体距離Ｏｂｊに応じたマクロ駆動量演算係数Ｃｏｅｆｆを不揮発性メモリ１１７より入力し、（７）式とボケ量設定値Ｒcntを用いて、マクロコントロールデータＭcntを演算する。
Ｍcnt  ＝  Ｒcnt  ×  Ｃｏｅｆｆ（Ｏｂｊ、ｆ）  （７）
つづいてＳ１１４では、収差に基づいて作成され、不揮発性メモリ１１７に記憶されたテーブルデータから被写体距離ＯｂｊとマクロコントロールデータＭcntに応じたフォーカス補正位置データを入力し、フォーカスコントロールデータＦcntに再設定する。そして、Ｓ１１６にすすむ。
【００２３】
このようにボケ量設定部２０４に応じた位置にマクロ部１１３を駆動し、かつフォーカスコントロールデータを補正することにより、被写体距離Ｏｂｊの被写体には合焦し、被写体より遠距離にある背景をボカすことが可能となる。本件では、この際にアイリス部１０９を駆動しないため、画像の輝度を保持できる。よって輝度を調整するために、不図示のカメラにより画像信号を補正する必要もない。
【００２４】
またＳ１１０において、マクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇがクリアされている場合は、Ｓ１１５にすすみ、マクロコントロールデータＭcntを０に設定し、Ｓ１１６にジャンプする。
【００２５】
つぎにＳ１１６において、アイリス部位置検出部１１０からアイリス位置データＩposを入力し、（８）式を用いてアイリス駆動信号Ｉoutを演算し、アイリス駆動回路１１２に出力、Ｓ１１７にすすむ。
Ｉout  ＝  Ｋ5 ×（Ｉcnt  −  Ｉpos）   （８）
Ｓ１１７では、ズーム部位置検出部１０６からズーム位置データＺposを入力し、（９）式を用いてズーム駆動信号Ｚoutを演算し、ズーム駆動回路１０８に出力し、Ｓ１１８にすすむ。
Ｚout  ＝  Ｋ6 ×（Ｚcnt  −  Ｚpos）   （９）
Ｓ１１８では、フォーカス部位置検出部１０２からフォーカス位置データＦposを入力し、（１０）式を用いてフォーカス駆動信号Ｆoutを演算し、フォーカス駆動回路１０４に出力し、Ｓ１１９にすすむ。
Ｆout  ＝  Ｋ7 ×（Ｆcnt  −  Ｆpos）   （１０）
Ｓ１１９では、マクロ部位置検出部１１４からマクロ位置データＭposを入力し、（１１）式を用いてマクロ駆動信号Ｍoutを演算し、マクロ駆動回路１１６に出力する。
Ｍout  ＝  Ｋ8 ×（Ｍcnt  −  Ｍpos）   （１１）
以下、不図示のカメラの電源が切断されるまで、Ｓ１０２からＳ１１９を繰り返し実行する。このようにマクロスイッチ２０３がＯＮの場合、ボケ量設定部２０４に応じてマクロ部１１３を駆動し、かつフォーカス部１０１を補正位置に駆動することにより、被写体には合焦しつつ、背景像をボカすことが可能となる。
【実施例２】
【００２６】
以下に、本発明の実施の形態を添付図３から図４の図面に基づいて詳細に説明する。
図３は、本発明を適用できる第２の実施例におけるズームレンズの構成図である。第１の実施例と同じ構成要素には同じ符号を付した。３００は、ズームレンズ１００に取り付け可能なコントローラであり、通信部２０１と、フォーカス操作部２０２、ボケ量設定部２０４からなる。以下に図４のフローチャートに沿って、レンズＣＰＵ１３０の動作を説明する。図４において、図２と同じ処理については、同じ符号を付した。
【００２７】
不図示のカメラに電源を投入し、ズームレンズ１００に電源が供給されると、レンズＣＰＵ１３０はＳ１０１にすすむ。Ｓ１０１からＳ１０４まで第１の実施例と同じであるので説明を省略する。
【００２８】
Ｓ２０１においてレンズＣＰＵ１３０は、フォーカス操作部２０２の操作量ａを判断し、操作量ａが変化している場合は、Ｓ１０８にすすむ。Ｓ１０８およびＳ１０９は第１の実施例と同じであるので説明を省略する。またＳ２０１において、フォーカス操作部２０２の操作量ａを判断し、操作量ａが変化していない場合は、Ｓ１０６にすすむ。
【００２９】
Ｓ１０６およびＳ１０７、Ｓ１１０からＳ１１９は第１の実施例と同じであるので説明を省略する。
【００３０】
以下、不図示のカメラの電源が切断されるまで、Ｓ１０２からＳ１１９、Ｓ２０１を繰り返し実行する。このようにフォーカス操作量が変化していない場合、ボケ量設定部２０４に応じてマクロ部１１３を駆動し、かつフォーカス部１０１を補正位置に駆動することにより、被写体には合焦しつつ、背景像をボカすことが可能となる。
【実施例３】
【００３１】
以下に、本発明の実施の形態を添付図５から図８の図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図５は、本発明を適用できる第３の実施例におけるズームレンズの構成図である。第１の実施例と同じ構成要素には同じ符号を付した。４００はズームレンズであり、４０１はズームレンズ４００の光軸を偏心させるための像ぶれ補正部、４０２は像ぶれ補正部４０１の位置を検出するための像ぶれ補正部位置検出部である。４０３は像ぶれ補正部４０１を駆動する像ぶれ補正モータであり、４０４は像ぶれ補正モータを制御するための像ぶれ補正駆動回路である。４０５は撮影している被写体までの距離を測定するための測距部であり、４０６は測距部４０５の出力に応じて像ぶれ補正部の位置を補正するための像ぶれ補正部補正位置演算部である。
【００３３】
つぎに５００は、ズームレンズ４００に取り付け可能なコントローラであり、５０１は、ショット機能のＯＮ／ＯＦＦを設定するショットスイッチである。
【００３４】
本実施例では、レンズ制御部１１８とマクロ駆動量演算部１１９、フォーカス補正位置演算部１２０、像ぶれ補正部補正位置演算部４０６をレンズＣＰＵ４３０で実現している。
【００３５】
以下に図６のフローチャートに沿って、レンズＣＰＵ１３０の動作を説明する。図６において、図２と同じ処理については、同じ符号を付した。
【００３６】
ズームレンズ４００に電源が供給されると、レンズＣＰＵ４３０はＳ３０１にすすみ、フォーカス部１０１および像ぶれ補正部４０１の位置を初期化し、ショットフラグを０クリアするなどズームレンズ４００の各部を初期化する。
【００３７】
Ｓ１０２からＳ１０４は第１の実施例と同じ処理であるので、説明を省略する。Ｓ３０２ではショットスイッチ５０１の状態を判断し、ショット機能がＯＮの場合は、Ｓ３０３にすすみ、ショットフラグＳ＿ｆｌａｇを１にセットし、ショット機能がＯＦＦの場合は、Ｓ３０４においてＳ＿ｆｌａｇを０にクリアする。
【００３８】
Ｓ３０３あるいはＳ３０４からＳ３０５にすすんだＣＰＵ４３０は、ショットフラグＳ＿ｆｌａｇの状態を判断し、ショットフラグＳ＿ｆｌａｇが１の場合は、Ｓ１０６にすすむ。Ｓ１０６およびＳ１０７は実施例１と同じであるので説明を省略する。つぎにＳ３０６において、コントローラ５００から受信したズームショットポジションＺshotと（２１）式を用いて焦点距離ｆを演算し、Ｓ３０７ではフォーカスショットポジションＦshotと（２２）式を用いて被写体距離Ｏｂｊを演算する。
ｆ  ＝  ｇ（Ｚshot）    （２１）
Ｏｂｊ  ＝  ｈ（Ｆshot）        （２２）
Ｓ３０８では測距部４０５の出力を用いて、画面内の複数の被写体距離を演算する。ここで、本実施例における画面と測距部４０５の測距範囲の関係を図７に示す。本実施例では図７のように画面内の３箇所にある被写体までの距離が測定できるように測距センサが配置されている。センサ１は画面左側の被写体を、センサ２は画面中央の被写体、センサ３は画面右側の被写体の距離を測定し、それぞれバッファＯｂｊ１ｓ、Ｏｂｊ２ｓ、Ｏｂｊ３ｓに結果を設定し、Ｓ１１３にすすむ。Ｓ１１３とＳ１１４は第１の実施例と同じであるので説明を省略する。
【００３９】
つぎにＳ３０９において、不図示の振動センサの出力ｅと（２３）式を用いて像ぶれ補正コントロールデータＩＳcntを演算し、Ｓ３１０では画面内の被写体位置に応じて像ぶれ補正コントロールデータＩＳcntを補正演算する。
ＩＳｃｎｔ  ＝  Ｋ９  ×  ｅ    （２３）
ここでＳ３１０の処理について図８を用いてさらに説明を加える。
【００４０】
Ｓ３１０にすすんだＣＰＵ４３０は、Ｓ３５１において画面左側の被写体距離Ｏｂｊ１ｓと対象被写体距離Ｏｂｊを比較する。画面左側の被写体距離Ｏｂｊ１ｓと対象被写体距離Ｏｂｊが等しい場合は、Ｓ３５２にすすみ（２４）式を用いて、像ぶれ補正コントロールデータＩＳcntを補正演算する。
ＩＳcnt  ＝  ＩＳcnt  ＋  Ｃｏｅｆｆ（Ｏｂｊ，ｆ）      （２４）
またＳ３５１において画面左側の被写体距離Ｏｂｊ１ｓと対象被写体距離Ｏｂｊが等しくない場合は、Ｓ３５３にすすみ画面右側の被写体距離Ｏｂｊ３ｓと対象被写体距離Ｏｂｊを比較する。画面右側の被写体距離Ｏｂｊ３ｓと対象被写体距離Ｏｂｊが等しい場合は、Ｓ３５４にすすみ（２５）式を用いて、像ぶれ補正コントロールデータＩＳcntを補正演算する。Ｓ３５３において、画面右側の被写体距離Ｏｂｊ３ｓと対象被写体距離Ｏｂｊが等しくない場合は、何もせず図８の処理を完了し、図６のＳ３１１にすすむ。
ＩＳcnt  ＝  ＩＳcnt  −  Ｃｏｅｆｆ（Ｏｂｊ，ｆ）      （２５）
このように被写体像が画面周辺に配置されている場合は、像ぶれ補正部４０１を駆動して、被写体像近傍の収差を低減し、合焦可能にする。同時に背景像に対しては、収差を反映させて、ボカし効果を高めることが可能になる。
【００４１】
つぎにＳ３１１ではフォーカス部位置検出部１０２からフォーカス部１０１の位置Ｆposを入力し、フォーカスコントロールデータＦcntと比較する。Ｓ３１１において、フォーカス部１０１の位置ＦposとフォーカスコントロールデータＦcntが異なる場合は、何もせずＳ１１６にジャンプする。Ｓ３１１においてフォーカス部１０１の位置ＦposとフォーカスコントロールデータＦcntが等しい場合は、Ｓ３１２にすすみ、マクロ部１１３の位置Ｍposを入力し、マクロコントロールデータＭcntと比較する。Ｓ３１２において、マクロ部１１３の位置ＭposとマクロコントロールデータＭcntが異なる場合は、何もせずＳ１１６にジャンプする。Ｓ３１２において、マクロ部１１３の位置ＭposとマクロコントロールデータＭcntが等しい場合は、ショット動作が完了したと判断し、Ｓ３１３にてショットフラグＳ＿ｆｌａｇとマクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇをともに０クリアする。
【００４２】
Ｓ１１６からＳ１１９は第１の実施例と同じであるので説明を省略する。Ｓ１１９からＳ３１４にすすんだＣＰＵ４３０は、像ぶれ補正部４０１の位置ＩＳposを入力し、（２６）式を用いて、像ぶれ補正部駆動信号ＩＳoutを演算し、像ぶれ補正駆動回路４０４に出力する。
【００４３】
一方Ｓ３０５においてショットフラグＳ＿ｆｌａｇが０の場合は、Ｓ３１５でマクロ連動フラグＭ＿ｆｌａｇを０クリアし、Ｓ１１６にジャンプする。以下、不図示のカメラの電源が切断されるまで、Ｓ１０２からＳ１１９、Ｓ３０２からＳ３１５を繰り返し実行する。
【００４４】
このようにショット機能実行時、ボケ量設定部２０４に応じてマクロ部１１３を駆動し、かつフォーカス部１０１を補正位置に駆動することにより、被写体には合焦しつつ、背景はボカすことが可能となる。また、測距部４０５により画面周辺に被写体が配置されていると判断した場合は、さらに像ぶれ補正部を駆動して、被写体近傍の収差を低減し、画面周辺に配置された被写体に対しても、被写体は合焦しつつ、背景はボカすことが可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  ズームレンズ
１０１  フォーカス部
１０２  フォーカス位置検出部
１０３  フォーカスモータ
１０４  フォーカス駆動回路
１０５  ズーム部
１０６  ズーム位置検出部
１０７  ズームモータ
１０８  ズーム駆動回路
１０９  アイリス部
１１０  アイリス位置検出部
１１１  アイリスモータ
１１２  アイリス駆動回路
１１３  マクロ部
１１４  マクロ部位置検出部
１１５  マクロモータ
１１６  マクロ駆動回路
１１７  不揮発性メモリ
１１８  レンズ制御部
１１９  マクロ駆動量演算部
１２０  フォーカス補正位置演算部
１２１  通信部
１３０  レンズＣＰＵ
２００  コントローラ
２０１  通信部
２０２  フォーカス操作部
２０３  マクロスイッチ
２０４  ボケ量設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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