(57)【要約】  変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係を，ズーム量に応じて比較的正確に調整できる変倍光学システムおよびその制御方法を提供する。変倍光学装置に含まれるズームレンズが望遠端および広角端にされ，変倍光学装置のシフト量（ΔＳ１）および（ΔＳ２），ティルト角（θ１）および（θ２），回転角（φ１）および（φ２）および合焦調整量（Δ１）および（Δ２）がユーザによって設定され，かつ記憶される。ユーザによってズームレンズのズーム量が所望の値に設定されると，記憶されているシフト量（ΔＳ１）および（ΔＳ２）等を用いて，設定されたズーム量に対応するシフト量等が算出される。算出されたシフト量等となるように変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係が調整される。
2017158922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像する変倍光学装置，
上記変倍光学装置の変倍量を設定する変倍量設定装置，
上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整する位置調整機構，
少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を記憶する位置調整量メモリ，
上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記位置調整機構による位置調整量を，上記位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部，および
上記位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を上記位置調整機構に調整させる位置調整機構制御部，
を備えた変倍光学システム。
【請求項２】
上記撮像装置の撮像面に結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系，
をさらに備えた請求項１に記載の変倍光学システム。
【請求項３】
上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を用いて上記位置調整機構によって上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整させた場合に，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかを判定する判定部，および
上記判定部によって，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，上記位置調整機構による調整が行われた場合に，上記撮像面が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を補正する位置調整量補正部，
をさらに備えた請求項２に記載の変倍光学システム。
【請求項４】
上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を入力する位置調整量入力部をさらに備え，
上記位置調整量メモリは，
上記位置調整量入力部から入力された位置調整量を記憶する，
請求項１から３のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項５】
合焦調整量を調整して，上記撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構，
上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を
記憶する合焦調整量メモリ，
上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記合焦調整機構による合焦調整量を，上記合焦調整量メモリに記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部，および
上記合焦調整量算出部によって算出された合焦調整量を用いて，上記合焦調整機構により上記撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構制御部，
をさらに備えた請求項１から４のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項６】
上記変倍光学装置は，
合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を含み，
上記合焦調整機構は，
上記合焦光学系および上記マスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を調整することにより，上記撮像面に被写体像を結像させる，
請求項５に記載の変倍光学システム。
【請求項７】
上記位置調整機構は，
上記変倍光学装置の光軸を，上記撮像面の中心軸に対して相対的に傾けるティルト機構，
上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的にスライドさせるシフト機構，および
上記変倍光学装置の光軸または上記撮像面の中心軸を中心として，上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的に回転させる回転機構，
のうち少なくとも一つである，
請求項１から６のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項８】
上記少なくとも２種類の変倍量は，
望遠端での変倍量および広角端での変倍量である，
請求項１から７のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項９】
上記位置調整量算出部は，
上記位置調整量メモリに記憶されている上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を線形補間することにより，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記位置調整機構による位置調整量を算出する，
請求項１から８のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項１０】
上記合焦調整量算出部は，
上記合焦調整量メモリに記憶されている上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を線形補間することにより，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記合焦調整機構による合焦調整量を算出する，
請求項５に記載の変倍光学システム。
【請求項１１】
上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部をさらに備え，
上記合焦調整量メモリは，
上記合焦調整量入力部から入力された合焦調整量を記憶する，
請求項５または10のいずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項１２】
上記撮像装置は，カメラ本体に設けられており，
上記変倍量設定装置，上記位置調整機構，上記位置調整量メモリ，上記位置調整量算出部，および上記位置調整機構制御部の少なくとも一つが上記カメラ本体にさらに設けられている，
請求項１から11のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項１３】
変倍光学装置が，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像し，
変倍量設定装置が，上記変倍光学装置の変倍量を設定し，
位置調整機構が，上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整し，
位置調整量メモリが，少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を記憶し，
位置調整量算出部が，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記位置調整機構による位置調整量を，上記位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出し，
位置調整機構制御部が，上記位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を上記位置調整機構に調整させる，
変倍光学システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，変倍光学システムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ装置を用いて被写体を撮像する場合，高解像度の被写体像を得ようとするには絞りを開放とすることが好ましい。しかしながら，絞りを開放すると焦点深度が浅くなってしまう。絞りを絞り込む（Ｆno.値を大きくする）と焦点深度は深くなるが，被写体像の解像度が低下するとともに被写体像が暗くなってしまう。また，4Ｋテレビ用に適したレンズ装置では，焦点深度が浅いので，被写体を捕らえるために絞りを入れることにより，焦点深度を深くしている。このために，被写体の解像度が低下し，暗いシーンの撮像が困難となってしまう。さらに，被写体とカメラとが正対していない場合には，浅い焦点深度では被写体の一部しか焦点深度内に捕らえることができないことがある。【０００３】
被写体とカメラとが正対しない場合には，アオリ機能を有するレンズ装置を用いることにより，被写体とカメラとを正対に近くするものがある(特許文献１，２，３)。また，光学防振機能とアオリ機能とを併せ持つ光学機器も考えられている(特許文献４)。さらに，鏡筒を光軸方向に移動させるズーム機構と，ズーム機構の回転運動により鏡筒を光軸方向と垂直なラジアル方向に移動させるレンズシフト機構と，を有しているレンズユニットについても考えられている(特許文献５)。また，ズームの動作とシフト動作とを連動して行うレンズユニットについても考えられている(特許文献６)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-266574号公報
【特許文献２】特開平11-242154号公報
【特許文献３】特開昭61-95308号公報
【特許文献４】特開2015-99216号公報
【特許文献５】特開2015-194592号公報
【特許文献６】特開2015-125246号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アオリ機能，シフト機能などのように，レンズと撮像装置の撮像面との位置関係を調整する機能を，ズームレンズに持たせた場合，ズーム量に応じて調整量が変わってしまう。このために，ズーム量に応じた調整量でレンズと撮像装置の撮像面との位置関係を調整する必要がある。特許文献１，２および４に記載のものは，いずれもズームレンズについては考えられていない。特許文献３に記載のものは，アオリ機構を備えるズームレンズについてのものであるが，一つの初期設定値からズーミングに応じてあおり補正を行っているので，あおり補正の精度が正確ではない。特許文献５に記載のものでは，シフト方向が光軸に垂直の一方向（Ｙ方向）に限定されているので，それ以外の方向にはシフトできない。特許文献６に記載のものでは，ズームレンズを構成するレンズ群についてシフト防振群，チルト防振群と規定されており，ズームレンズと撮像装置の撮像面との位置関係を調整するものではない。【０００６】
この発明は，変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係を，変倍量に応じて比較的正確に調整することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による変倍光学システムは，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像する変倍光学装置，変倍光学装置の変倍量を設定する変倍量設定装置，変倍光学装置と撮像面との位置関係を調整する位置調整機構，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を記憶する位置調整量メモリ，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた位置調整機構による位置調整量を，位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部，および位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて変倍光学装置と撮像面との位置関係を位置調整機構に調整させる位置調整機構制御部を備えていることを特徴とする。【０００８】
この発明は，変倍光学システムに適した制御方法も提供している。すなわち，この方法は，変倍光学装置が，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像し，変倍量設定装置が，変倍光学装置の変倍量を設定し，位置調整機構が，変倍光学装置と撮像面との位置関係を調整し，位置調整量メモリが，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を記憶し，位置調整量算出部が，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた位置調整機構による位置調整量を，位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出し，位置調整機構制御部が，位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて変倍光学装置と撮像面との位置関係を位置調整機構に調整させるものである。【０００９】
撮像装置の撮像面に結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系をさらに備えてもよい。【００１０】
位置調整量算出部によって算出された位置調整量を用いて位置調整機構によって変倍光学装置と撮像面との位置関係を調整させた場合に，撮像面の少なくとも一部が拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかを判定する判定部，および判定部によって，撮像面の少なくとも一部が拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，位置調整機構による調整が行われた場合に，撮像面が拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，位置調整量算出部によって算出された位置調整量を補正する位置調整量補正部をさらに備えてもよい。【００１１】
少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を入力する位置調整量入力部をさらに備えてもよい。この場合，位置調整量メモリは，たとえば，位置調整量入力部から入力された位置調整量を記憶する。【００１２】
合焦調整量を調整して，撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構，少なくとも２種類の変倍量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を記憶する合焦調整量メモリ，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた合焦調整機構による合焦調整量を，合焦調整量メモリに記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部，および合焦調整量算出部によって算出された合焦調整量を用いて，合焦調整機構により撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構制御部をさらに備えてもよい。【００１３】
変倍光学装置は，たとえば，合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を含み，合焦調整機構は，たとえば，合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を調整することにより，撮像面に被写体像を結像させる。【００１４】
位置調整機構は，たとえば，変倍光学装置の光軸を，撮像面の中心軸に対して相対的に傾けるティルト機構，変倍光学装置を撮像面に対して相対的にスライドさせるシフト機構，および変倍光学装置の光軸または撮像面の中心軸を中心として，変倍光学装置を撮像面に対して相対的に回転させる回転機構のうち少なくとも一つである。【００１５】
少なくとも２種類の変倍量は，たとえば，望遠端での変倍量および広角端での変倍量（１倍を含む）である。【００１６】
位置調整量算出部は，たとえば，位置調整量メモリに記憶されている少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を線形補間することにより，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた位置調整機構による位置調整量を算出する。【００１７】
合焦調整量算出部は，たとえば，合焦調整量メモリに記憶されている少なくとも２種類の変倍量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を線形補間することにより，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた合焦調整機構による合焦調整量を算出する。【００１８】
少なくとも２種類の変倍量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部をさらに備えてもよい。この場合，合焦調整量メモリは，たとえば，合焦調整量入力部から入力された合焦調整量を記憶する。【００１９】
撮像装置は，カメラ本体に設けられており，変倍量設定装置，位置調整機構，位置調整量メモリ，位置調整量算出部，および位置調整機構制御部の少なくとも一つがカメラ本体にさらに設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整量が記憶されている。変倍量設定装置によって変倍量が設定されると，その設定された変倍量に応じた位置調整量が，記憶されている少なくとも２種類の位置調整量を用いて算出される。算出された位置調整量を用いて変倍光学装置と撮像面との位置関係が調整させられる。少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整量を用いて，設定された変倍量に応じた位置調整量が算出されるので，比較的正確な位置調整量が算出できる。変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係を，変倍量に応じて比較的正確に調整できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】変倍光学システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図２】変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。
【図３】変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。
【図４】拡大された被写体像を表す円と撮像装置の撮像面との関係を示している。
【図５】拡大された被写体像を表す円と撮像装置の撮像面との関係を示している。
【図６】変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。
【図７】ズームレンズが望遠端に設定された場合に撮像装置が相対的にシフトされた様子を示している。
【図８】ズームレンズが広角端に設定された場合に撮像装置が相対的にシフトされた様子を示している。
【図９】変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。
【図１０】位置調整量等記憶処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】位置調整量等記憶処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】位置調整量等記憶処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】位置調整量テーブルの一例である。
【図１４】撮影処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】撮影処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】撮影処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】撮影処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】撮影処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】シフト量を線形補間するグラフを示している。
【図２０】合焦調整量を線形補間するグラフを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は，この発明の実施例を示すもので，変倍光学システム１の電気的構成を示すブロック図である。
【００２３】
この実施例による変倍光学システム１は，変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係（変倍光学装置２の作る像と撮像面40Ａとの位置関係）を調整する位置調整機構を備えている。変倍光学システム１には，位置調整機構としてティルト機構29，シフト機構32および回転機構35が含まれている。この実施例においては，変倍光学システム１には，ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のすべてが設けられているが，ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のうち，少なくとも一つの機構が位置調整機構として変倍光学システム１に設けられていればよい。ティルト機構29は，変倍光学装置２の光軸Ｃを，撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸に対して相対的に傾ける。変倍光学装置２を傾けてもよいし，撮像装置40を傾けてもよいし，変倍光学装置２および撮像装置40の両方を傾けてもよい。シフト機構32は，変倍光学装置２を，撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的にスライドさせる。変倍光学装置２をスライドさせてもよいし，撮像装置40をスライドさせてもよいし，変倍光学装置２および撮像装置40の両方をスライドさせてもよい。回転機構35は，変倍光学装置２の光軸Ｃまたは撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸を中心として，変倍光学装置２を撮像面40Ａに対して相対的に回転させる。変倍光学装置２を回転させてもよいし，撮像装置40を回転させてもよいし，変倍光学装置２および撮像装置40の両方を回転させてもよい。これらのティルト機構29，シフト機構32および回転機構35は，公知の機構を利用できる。
【００２４】
変倍光学システム１の全体の動作は，制御回路10によって統括される。
【００２５】
制御回路10には，所定のデータ等を記憶するメモリ11(位置調整量メモリ)が接続されている。詳しくは後述すように，このメモリ11に，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量が記憶される。
【００２６】
変倍光学システム１には，ティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13，回転ダイアル14，合焦調整量ダイアル15およびズーム・ボタン16が設けられている。ティルト・ダイアル12は，ティルト機構29によるティルト角(あおり角)を設定する。設定されたティルト角を示す信号は，制御回路10に入力する。シフト・ダイアル13は，シフト機構32によるシフト量を設定する。設定されたシフト量を示す信号は，制御回路10に入力する。回転ダイアル14は，回転機構35による回転量を設定する。設定された回転量を示す信号は，制御回路10に入力する。合焦調整量ダイアル15は，合焦調整量を設定する。設定された合焦調整量を示す信号は制御回路10に入力する。合焦調整量が比較的大きい場合には，変倍光学装置２に含まれているフォーカス・レンズ３（フォーカス光学系）を用いて合焦が調整される。合焦調整量が比較的小さい場合には，変倍光学装置２に含まれているマスタ・レンズ６（マスタ光学系）を用いて合焦が調整される。ズーム・ボタン16は，変倍光学装置２の変倍量を設定する。設定された変倍量を示す信号も制御回路10に入力する。
【００２７】
変倍光学システム１には，変倍光学装置２が含まれている。この変倍光学装置２によって，変倍量に応じて倍率が変化させられた被写体像が撮像装置40の撮像面40Ａに結像する。
【００２８】
変倍光学装置２には，フォーカス・レンズ３，ズームレンズ４，絞り５，マスタ・レンズ６および拡大レンズ７が含まれている。図１においては，フォーカス・レンズ３，マスタ・レンズ６および拡大レンズ７は，それぞれ１枚のレンズとして図示されているが，１枚のレンズでもよいし，複数枚のレンズから構成されるレンズ群でもよい。また，図１においては，ズームレンズ４は，２枚のレンズとして図示されているが，３枚以上のレンズから構成されていてもよい。ズームレンズ４は，通常は３枚以上のレンズから構成されることとなろう。
【００２９】
フォーカス・レンズ３は，フォーカス・モータ21によって光軸方向に位置決めされる。フォーカス・モータ21は，制御回路10によって制御される駆動回路22によって駆動させられる。ズームレンズ４は，ズーム・モータ23によってズーム位置(ズームレンズ４を構成する各レンズのそれぞれの位置)が位置決めされる。ズーム・モータ23は，制御回路10によって制御される駆動回路24によって駆動させられる。絞り５は，絞りモータ25によって開口量が決められる。絞りモータ25は，制御回路10によって制御される駆動回路26によって駆動させられる。絞り設定ボタン(図示略)によって絞り値が設定されると，その設定された絞り値を示す信号が制御回路10に入力し，設定された絞り値となるように駆動回路26によって絞りモータ25が駆動させられる。マスタ・レンズ６はマスタ・モータ27によって光軸方向に位置決めされる。マスタ・モータ27は，制御回路10によって制御される駆動回路28によって駆動させられる。上述のように合焦調整量が比較的大きい場合には，フォーカス・レンズ３を用いて合焦調整が行われるようにフォーカス・モータ21によってフォーカス・レンズ３が位置決めされる。合焦調整量が比較的小さい場合には，マスタ・レンズ６を用いて合焦調整が行われるようにマスタ・モータ27によってマスタ・レンズ６が位置決めされる。
【００３０】
この実施例による変倍光学装置２には，拡大レンズ７が含まれている。この拡大レンズ７は，撮像装置40の撮像面40Ａに結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系である。ズームレンズ４が変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させるのに対し，拡大レンズ７は，被写体像自体を拡大する点でズームレンズ４と異なる。また，変倍光学装置２にエクステンダ・レンズが設けられている場合には，エクステンダ・レンズとは別に拡大レンズ７が設けられる。この点においても，拡大レンズ７はエクステンダ・レンズとも異なる。もっとも，変倍光学装置２には，必ずしも拡大レンズ７が含まれていなくともよい。
【００３１】
ティルト機構29は，ティルト・モータ30によって動作する。ティルト・モータ30は，制御回路10によって制御される駆動回路31によって駆動させられる。ティルト・ダイアル12によって設定されたティルト角となるように，ティルト・モータ30によってティルト機構29が動作するようになる。
【００３２】
シフト機構32は，シフト・モータ33によって動作する。シフト・モータ33は，制御回路10によって制御される駆動回路34によって駆動させられる。シフト・ダイアル13によって設定されたシフト量となるように，シフト・モータ33によってシフト機構32が動作するようになる。
【００３３】
回転機構35は，回転モータ36によって動作する。回転モータ36は，制御回路10によって制御される駆動回路37によって駆動させられる。回転ダイアル14によって設定された回転量となるように，回転モータ36によって回転機構35が動作するようになる。
【００３４】
ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のうち，少なくとも一つの機構が変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を調整する位置調整機構となる。
【００３５】
変倍光学装置２によって被写体像が，カメラ本体42に設けられている撮像装置40の撮像面40Ａに結像する。撮像装置40からは，被写体像を表す映像信号が出力し，信号処理回路41に入力する。信号処理回路41において所定の信号処理が行われる。信号処理回路41からの出力データは，表示装置(図示略)に与えられる。ズーム・ボタン16（変倍量設定装置），メモリ11（位置調整量メモリ），ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35（位置調整機構），ならびに制御回路10（位置調整量算出部，位置調整機構制御部）の少なくとも一つがカメラ本体42に設けられていてもよい。
【００３６】
図２は，変倍光学装置２によって結像する被写体像を表す円51および円52と撮像装置40の撮像面40Ａとの関係を示している。
【００３７】
被写体像は，変倍光学装置２によって結像する。変倍光学装置２に拡大レンズ７が含まれていない場合には，変倍光学装置２によって結像する被写体像は，円51によって表される。変倍光学装置２がシフトもティルトもしていない状態では，被写体像を表す円51は，撮像装置40の撮像面40Ａに外接する。円51が撮像装置40の撮像面40Ａに外接する場合，撮像装置40の撮像面40Ａの対角線の長さをＬとすると，円51の直径はＬとなる。円51は，撮像装置40の撮像面40Ａに必ずしも外接しなくともよいが，少なくとも撮像装置40の撮像面40Ａは，被写体像を表す円51に完全に含まれ，円51からはみ出さない。
【００３８】
変倍光学装置２に拡大レンズ７が含まれている場合には，変倍光学装置２によって被写体像が拡大するので，変倍光学装置２によって結像する被写体像は，撮像装置40の撮像面40Ａと同一面40Ｂに結像することとなり，円52によって表される。拡大レンズ７の拡大率をｍ倍とすると，円52の直径は，Ｌ×ｍとなる。
【００３９】
この実施例では，変倍光学装置２を撮像装置40に対して相対的にシフト（スライド）することにより，変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を調整することができる。撮像装置40に対して変倍光学装置２がシフトしてもよいし，変倍光学装置２に対して撮像装置40がシフトしてもよい。変倍光学装置２の光軸ＣをＺ軸，Ｚ軸を法線とするＸＹ平面を考え，Ｚ軸を始点として互いに垂直の軸をＸ軸およびＹ軸とすると，変倍光学装置２および撮像装置40の少なくとも一方は，Ｘ方向およびＹ方向の少なくとも一方の方向にシフトされる。変倍光学装置２および撮像装置40のいずれもシフトしていない場合には，拡大レンズ７によって拡大されていない被写体像を表す円51の中心Ｃ１の位置と，拡大レンズ７によって拡大された被写体像を表す円52の中心Ｃ２の位置と，撮像装置40の撮像面40Ａの中心の位置と，は一致している。
【００４０】
円51が円52からはみ出さない範囲で，変倍光学装置２と撮像装置40とは相対的にシフトされる。円51が円52からはみ出なければ，撮像装置40が回転しても，撮像装置40の撮像面40Ａは円52からはみ出ることはない。円52は拡大された被写体像を表しているので，撮像面40Ａが円52からはみ出ると，撮像装置40が回転した場合に，撮像面40Ａに光が当たらない部分が生じ，撮像装置40から出力される映像信号によって表される画像に黒い部分が生じてしまう。円52は拡大レンズ７によって拡大された被写体像を表しているので，撮像面40Ａが円52からはみ出なければ，撮像装置40の撮像面40Ａには被写体像の一部が結像しており，撮像面40Ａに光が当たらない部分が生じない。撮像装置40から出力される映像信号によって表される画像に黒い部分が生じてしまうことが未然に防止される。
【００４１】
図３は，変倍光学装置２が−Ｘ方向にシフトされた様子(撮像装置40がＸ方向にシフトされた様子)を示し，図４は，円51，円52，撮像面40Ａなどを図３に比べて拡大している拡大図を示している。
【００４２】
撮像装置40の撮像面40Ａの対角線の長さをＬ，変倍光学装置２に含まれている拡大レンズ７の拡大率をｍとすると，円52の半径は（Ｌ／２）×ｍとなる。円51の半径はＬ／２であるから，円51が円52からはみ出ない最大シフト量は，（Ｌ／２）×ｍ−Ｌ／２＝（Ｌ／２）×（ｍ−１）となる。±（Ｌ／２）×（ｍ−１）の範囲で変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にシフトされる。
【００４３】
変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的に回転しない場合には，撮像面40Ａが円52からはみ出なければよい。
【００４４】
図５は，図３に比べて円52と撮像面40Ａとの位置関係を拡大している。
【００４５】
変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にＸ方向にシフトする場合，撮像面40Ａの２つの頂角が円52に接する状態までが，最大シフト量である。Ｘ方向の最大シフト量は，図５に示すように，円52に接している撮像面40Ａの頂角から円52の中心Ｃ２とを結ぶ線と，中心Ｃ２を通るＹ方向の線と，のなす角をαとし，撮像面40Ａにおいて，撮像面40Ａの中心と頂角とを結ぶ線と，撮像面40Ａを通るＹ方向の線と，のなす角をβとすると，｛（Ｌ／２）×ｍ｝sinα−（Ｌ／２）sinβで得られる。なす角αおよびβは，円52の半径｛（Ｌ／２）×ｍ｝，撮像面40Ａの大きさなどから一義的に定まるので，Ｘ方向の最大シフト量も一義的に定まる。同様にして，Ｙ方向の最大シフト量も一義的に定まるのは容易に理解できよう。
【００４６】
図６は，図３に対応するもので，変倍光学装置２がＸ方向にシフトされた様子(撮像装置40がＸ方向にシフトされた様子)を示している。
【００４７】
変倍光学装置２がＸ方向にシフト(撮像装置40が−Ｘ方向にシフト)された場合も，変倍光学装置２が−Ｘ方向にシフト（撮像装置40がＸ方向にシフト）された場合と同様に，円51が円52からはみ出ない最大シフト量は，−Ｘ方向に，（Ｌ／２）×ｍ−Ｌ／２＝（Ｌ／２）×（ｍ−１）となる。−Ｘ方向に，（Ｌ／２）×（ｍ−１）の範囲で変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にシフトされる。
【００４８】
図６に示すように，変倍光学装置２がＸ方向にシフト(撮像装置40が−Ｘ方向にシフト)される場合も，図５に示したように，円51ではなく，撮像面40Ａが円52からはみ出ないように，変倍光学装置２がＸ方向にシフト(撮像装置40が−Ｘ方向にシフト)するようにしてもよい。
【００４９】
図７および図８は，変倍光学装置２が−Ｙ方向にシフト(撮像装置40がＹ方向にシフト)された様子を示すものである。
【００５０】
図７は，ズームレンズ４が望遠端に位置決めされた場合の様子を示している。
【００５１】
図２に示すように，撮像装置40の中心と，円51の中心Ｃ１と，円52の中心Ｃ２と，が一致している場合の撮像装置40の位置が位置Ｐで示されている。ズームレンズ４の位置は基準位置とされている。ズームレンズ４が望遠端とされると，ユーザは，被写体を撮像しながらシフト・ダイアル12を操作して所望の位置に変倍光学装置２をシフトする（または撮像装置40をシフトする）。図７に示す例では，撮像装置40がΔＳ１だけ相対的にＹ方向にシフトしている。望遠端でのシフト位置が決定する。
【００５２】
図８は，ズームレンズ４が広角端に位置決めされた場合の様子を示している。
【００５３】
図８に示す場合も，撮像装置40の中心と，円51の中心Ｃ１と，円52の中心Ｃ２と，が一致している場合の撮像装置40の位置が位置Ｐで示されている。ズームレンズ４の位置は基準位置とされている。ズームレンズ４が広角端とされると，ユーザは，被写体を撮像しながらシフト・ダイアル12を操作して所望の位置に変倍光学装置２をシフトする（または撮像装置40をシフトする）。図８に示す例では，撮像装置40がΔＳ２だけ相対的にＹ方向にシフトしている。望遠端でのシフト位置が決定する。
【００５４】
この実施例では，ズームレンズ４を用いてズーム量を設定して被写体を撮像する場合には望遠端および広角端に対応して設定されたシフト量を用いて，設定されたズーム量に対応するシフト量が算出される。算出されたシフト量となるように，変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にシフトされる。
【００５５】
図９は，変倍光学装置２によって結像する被写体像を表す円51および円53と撮像装置40の撮像面40Ａとの関係を示している。円53は，変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように変倍光学装置２が傾けられたことにより生じる拡大された被写体像を表している。
【００５６】
図９においては，ティルト機構29によって変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように，変倍光学装置２がティルト角θだけ相対的に傾けられている。
【００５７】
変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように変倍光学装置２が相対的に傾けられる場合においても，図７および図８を参照して説明したように，望遠端でのティルト角および広角端でのティルト角がユーザの設定により得られる。ユーザが設定されたズーム量に応じたティルト角が，望遠端でのティルト角および広角端でのティルト角から算出され，算出されたティルト角となるようにティルト機構29によって設定される。
【００５８】
また，ティルト機構29によって変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように，変倍光学装置２が傾けられた場合においても図２から図６を参照して説明したように，円51または撮像面40Ａが円53からはみ出ないように，シフト量が決定される。
【００５９】
ティルト角θは，撮像装置40の撮像面40Ａと同一面40Ｂと，変倍光学装置２の光軸Ｃを法線とする平面と，のなす角である。ティルト角θの大きさに応じて円53の大きさが変化するので，変倍光学装置２が撮像装置40に対してティルト角θだけ相対的に傾けられた場合に得られる円53の範囲が，ティルト角θに対応してあらかじめ測定されている。その円53の範囲を示すデータはティルト角θに対応してメモリ11にあらかじめ記憶されている。変倍光学装置２がティルト角θだけ相対的に傾けられ，かつ変倍光学装置２が撮像装置40に対して相対的にシフトさせられる場合には，円51が，メモリ11にあらかじめ記憶されているデータによって規定される円53の範囲からはみ出さない範囲で変倍光学装置２のシフトが可能なように制御回路10によって制御される。変倍光学装置２のシフトはＸ方向およびＹ方向のいずれでもよく，かつＸ方向およびＹ方向で規定される平面上のいずれの方向でもよい。また，変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に傾けられている場合でも，変倍光学装置２の光軸Ｃを中心に，回転機構35によって変倍光学装置２を回転させることもできる（撮像装置40を撮像面40Ａの中心軸を中心に回転させてもよい）。円51が円53の中に入っていれば，変倍光学装置２または撮像装置40が回転しても，撮像装置40の撮像面40Ａが円53からはみ出ることは無いので，撮像面40Ａには常に被写体像の一部が結像している。撮像面40Ａに光が当たらない部分が生じ，撮像装置40から出力される信号によって表される画像に黒い部分が生じてしまうということが未然に防止される。
【００６０】
図９に示すものは，変倍光学装置２が撮像装置40に対して相対的に傾けられた場合に，円51が円53からはみ出ないようにシフト（必ずしもシフトしなくともよい）するものであるが，変倍光学装置２および撮像装置40が回転しない場合には，図５を参照して説明したのと同様に，撮像装置40の撮像面40Ａが円53からはみ出ないようにシフトしてもよい。
【００６１】
図10から図12は，位置調整量記憶処理手順を示すフローチャートである。
【００６２】
位置調整量記憶処理は，上述のように，ズームレンズ４を望遠端および広角端とした場合のシフト量，ティルト角および回転量を記憶する処理である。分かりやすくするために，シフト方向およびティルト方向はいずれも一方向とするが，一方向以外も可能なのはいうまでもない。一方向以外も可能な場合，シフト方向およびティルト方向に対応してシフト量およびティルト角が記憶される。シフト量，ティルト量および回転量のすべてを記憶する必要は必ずしもなく，少なくとも一つの量が変倍光学システム１のメモリ11に記憶されればよい。
【００６３】
この実施例では，ズームレンズ４を用いて，かつ変倍光学装置２をシフト等の位置調整しながら撮像する場合に，ズームレンズ４を望遠端および広角端に設定し，望遠端および広角端のそれぞれのシフト等の位置調整量があらかじめ記憶される。
【００６４】
ユーザによってズーム・ボタン16が操作され，望遠端指令が変倍光学システム１に入力する(ステップ71)。ズーム・モータ23によってズームレンズ４が駆動され，ズームレンズ４は望遠端とさせられる(ステップ72)。ズームレンズ４が望遠端とされている状態で被写体が撮像され被写体像が得られる。被写体像は表示画面(図示略)上に表示される。変倍光学装置２を撮像装置40に対して相対的にシフトする必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながらシフト・ダイアル13を操作して変倍光学装置２のシフト量を設定する(ステップ73でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，シフト・モータ33によってシフト機構32が駆動することにより変倍光学装置２は撮像装置40に対して相対的にシフトする。ユーザによって設定された望遠端でのシフト量はメモリ11に記憶される(ステップ74)。
【００６５】
図13は，メモリ11に記憶される位置調整量テーブルの一例である。
【００６６】
ズームレンズ４が望遠端に設定された場合に，シフト量がΔＳ１と設定されると，望遠端のシフト量がΔＳ１と位置調整量テーブルに格納される。
【００６７】
ズームレンズ４が望遠端に設定された場合に，変倍光学装置２の相対的なシフトが不要と考えた場合には変倍光学装置２の相対的なシフトは行われない(ステップ73でＮＯ)。ズームレンズ４が望遠端に設定された場合に変倍光学装置２の相対的なシフトが行われないと，図15に示す位置調整量テーブルにおいて，望遠端におけるシフト量についてのデータは無しとなる。
【００６８】
つづいて，ズームレンズ４が望遠端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的にティルトする必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながらティルト・ダイアル12を操作して変倍光学装置２のティルト角を設定する(ステップ75でＹＥＳ)（ティルト角としてθ１が設定されたものとする）。ユーザの設定に応じて，ティルト・モータ30によってティルト機構29が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に傾けられる。変倍光学装置２のティルト角θ１がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ76)。ユーザによるティルト角の設定が行われなければ(ステップ75でＮＯ)，望遠端でのティルト角はメモリ11に記憶されない。図15に示す位置調整量テーブルにおいて，望遠端におけるティルト角についてのデータは無しとなる。
【００６９】
ズームレンズ４が望遠端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的に回転する必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながら回転ダイアル14を操作して変倍光学装置２の回転角を設定する(ステップ77でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，回転モータ36によって回転機構35が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に回転させられる。変倍光学装置２の回転角φ１がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ78)。ユーザによる回転角の設定が行われなければ(ステップ77でＮＯ)，望遠端での回転角はメモリ11に記憶されない。図15に示す位置調整量テーブルにおいて，望遠端における回転角についてのデータは無しとなる。図５または図９を参照して説明したように，円51ではなく，撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出ないように変倍光学装置２を相対的にシフトする場合には，変倍光学装置２が回転すると，撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまうことがある。変倍光学装置２が相対的に回転することにより撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまう場合には，変倍光学装置２の回転を禁止することが好ましい。
【００７０】
つづいて，ユーザは，ズームレンズ４が望遠端にある状態で合焦調整量ダイアル15を操作することにより，撮像により得られた画像を見ながら，合焦調整を行う(ステップ79)。合焦調整量に応じてフォーカス・モータ21またはマスタ・モータ27が駆動し，フォーカス・レンズ３またはマスタ・レンズ６が移動することにより，合焦調整が行われる。望遠端での合焦調整量が，図13に示す位置調整量テーブルに格納され，メモリ11に記憶される(ステップ80)。もっとも，変倍光学システム１が自動合焦制御機能を有していれば合焦調整量は必ずしもメモリ11に記憶する必要はない。
【００７１】
望遠端についてのシフト量等が位置調整量テーブルに格納されると，ユーザによってズーム・ボタン16が操作され，広角指令が変倍光学システム１に入力される(ステップ81)。すると，ズーム・モータ23によってズームレンズ４が広角端とされる(ステップ82)。
【００７２】
ズームレンズ４が広角端とされている状態で被写体が撮像され被写体像が得られる。被写体像は表示画面(図示略)上に表示される。変倍光学装置２を撮像装置40に対して相対的にシフトする必要があると考えると，ユーザは被写体像を見ながらシフト・ダイアル13を操作して変倍光学装置２のシフト量を設定する(ステップ83でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，シフト・モータ33によってシフト機構32が駆動することにより変倍光学装置２は撮像装置40に対して相対的にシフトする。ユーザによって設定された広角端でのシフト量は位置調整量テーブルに格納され，メモリ11に記憶される(ステップ84)。
【００７３】
ズームレンズ４が広角端に設定された場合に，変倍光学装置２の相対的なシフトが不要と考えた場合には変倍光学装置２の相対的なシフトは行われない(ステップ83でＮＯ)。ズームレンズ４が広角端に設定された場合に変倍光学装置２の相対的なシフトが行われないと，図13に示す位置調整量テーブルにおいて，広角端におけるシフト量についてのデータは無しとなる。
【００７４】
つづいて，ズームレンズ４が広角端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的にティルトする必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながらティルト・ダイアル12を操作して変倍光学装置２のティルト角を設定する(ステップ85でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，ティルト・モータ30によってティルト機構29が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に傾けられる。変倍光学装置２のティルト角θ１がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ86)。ユーザによるティルト角の設定が行われなければ(ステップ85でＮＯ)，広角端でのティルト角はメモリ11に記憶されない。図13に示す位置調整量テーブルにおいて，広角端におけるシフト角についてのデータは無しとなる。
【００７５】
ズームレンズ４が広角端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的に回転する必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながら回転ダイアル14を操作して変倍光学装置２の回転角を設定する(ステップ87でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，回転モータ36によって回転機構35が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に回転させられる。変倍光学装置２の回転角φ２がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ88)。ユーザによる回転角の設定が行われなければ(ステップ87でＮＯ)，広角端での回転角はメモリ11に記憶されない。図13に示す位置調整量テーブルにおいて，広角端における回転角についてのデータは無しとなる。ズームレンズ４が広角端に設定されている場合においても，図５または図９を参照して説明したように，円51ではなく，撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出ないように変倍光学装置２を相対的にシフトする場合には，変倍光学装置２が回転すると，撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまうことがある。変倍光学装置２が相対的に回転することにより撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまう場合には，変倍光学装置２の回転を禁止することが好ましい。
【００７６】
つづいて，ユーザは，ズームレンズ４が広角端にある状態で合焦調整量ダイアル15を操作することにより，撮像により得られた画像を見ながら，合焦調整を行う(ステップ89)。合焦調整量に応じてフォーカス・モータ21またはマスタ・モータ27が駆動し，フォーカス・レンズ３またはマスタ・レンズ６が移動することにより，合焦調整が行われる。広角端での合焦調整量が，図13に示す位置調整量テーブルに格納され，メモリ11に記憶される(ステップ90)。もっとも，変倍光学システム１が自動合焦制御機能を有していれば，ズームレンズ４が望遠端に設定されている場合と同様にズームレンズ４が広角端に設定されている場合も合焦調整量は必ずしもメモリ11に記憶する必要はない。
【００７７】
このようにして，図13に示すように，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合におけるシフト量ΔＳ１，ティルト角θ１，回転角φ１，および合焦調整量Δ１，ならびにズームレンズ４が広角端に設定された場合におけるシフト量ΔＳ２，ティルト角θ２，回転角φ２，および合焦調整量Δ２のうち，ユーザによって設定された値が位置調整量テーブルに格納されてメモリ11に記憶される。
【００７８】
図14から図18は，位置調整量等がメモリ11に記憶された後にズームレンズ４を用いて被写体を撮影する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【００７９】
ユーザによってズーム・ボタン16が操作され，ズームレンズ４が所望の変倍量に設定される(ステップ101)。望遠端のシフト量および広角端のシフト量のいずれもがメモリ11に記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ102)。望遠端のシフト量および広角端のシフト量のいずれもがメモリ11に記憶されている場合には(ステップ102でＹＥＳ)，メモリ11に記憶されている望遠端のシフト量および広角端のシフト量のいずれもメモリから読み取られる(ステップ103)。読み取られた望遠端のシフト量および広角端のシフト量から，ユーザによって設定されたズーム量に応じたシフト量が制御回路10によって算出される(ステップ104)。
【００８０】
図19は，ズーム量に応じたシフト量の算出の方法を示すグラフである。
【００８１】
図13に示すように，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合のシフト量がΔＳ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合のシフト量がΔＳ２として記憶されているものとする。望遠端のズーム量と広角端のズーム量との間のズーム量に対応するシフト量は，望遠端のズーム量に対応するシフト量ΔＳ１と広角端のズーム量に対応するシフト量ΔＳ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。ズーム量がＺｘに設定されたとすると，シフト量ΔＳｘが算出される。
【００８２】
望遠端のシフト量または広角端のシフト量のいずれかがメモリ11に記憶されていない場合には(ステップ102でＮＯ)，変倍光学装置２の相対的なシフトは不要と考えられたと判断され，ステップ103および104のシフト算出処理はスキップされる。
【００８３】
つづいて，望遠端のティルト角および広角端のティルト角のいずれもがメモリ11に記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ106)。望遠端のティルト角および広角端のティルト角のいずれもがメモリ11に記憶されている場合には(ステップ106でＹＥＳ)，メモリ11に記憶されている望遠端のティルト角および広角端のティルト角のいずれもメモリから読み取られる(ステップ107)。読み取られた望遠端のティルト角および広角端のティルト角から，ユーザによって設定されたズーム量に応じたティルト角が制御回路10によって算出される(ステップ108)。
【００８４】
このティルト角の算出も，図19を参照してズーム量に応じたシフト量の算出を説明したのと同様に算出できる。たとえば，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合のティルト角がθ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合のティルト角がθ２として記憶されているものとする。望遠端のティルト角θ１と広角端のティルト角θ２との間のズーム量に対応するティルト角は，望遠端のズーム量に対応するティルト角θ１と広角端のズーム量に対応するティルト角θ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。
【００８５】
望遠端のティルト角または広角端のティルト角のいずれかがメモリ11に記憶されていない場合には(ステップ106でＮＯ)，変倍光学装置２の相対的なティルトは不要と考えられたと判断され，ステップ107および108のシフト算出処理はスキップされる。
【００８６】
つづいて，望遠端の回転角および広角端の回転角のいずれもがメモリ11に記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ110)。望遠端の回転角および広角端の回転角のいずれもがメモリ11に記憶されている場合には(ステップ110でＹＥＳ)，メモリ11に記憶されている望遠端の回転角および広角端の回転角のいずれもメモリから読み取られる(ステップ111)。読み取られた望遠端の回転角および広角端の回転角から，ユーザによって設定されたズーム量に応じた回転角が制御回路10によって算出される(ステップ112)。
【００８７】
この回転角の算出も，図19を参照してズーム量に応じたシフト量の算出を説明したのと同様に算出できる。たとえば，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合の回転角がφ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合の回転角がφ２として記憶されているものとする。望遠端の回転角φ１と広角端の回転角φ２との間のズーム量に対応する回転角は，望遠端のズーム量に対応する回転角φ１と広角端のズーム量に対応する回転角φ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。
【００８８】
望遠端の回転角または広角端の回転角のいずれかがメモリ11に記憶されていない場合には(ステップ110でＮＯ)，変倍光学装置２の相対的な回転は不要と考えられたと判断され，ステップ111および112の回転角算出処理はスキップされる。
【００８９】
つづいて，メモリ11に，望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量のいずれもが記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ113)。いずれの合焦調整量も記憶されている場合には（ステップ113でＹＥＳ），メモリ11に記憶されている望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量のいずれの合焦調整量も読み取られる（ステップ115）。ユーザによって設定されたズーム量に対応した合焦調整量が，望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量の線形補間により算出される（他の方法による算出してもよい）（ステップ116）。
【００９０】
図20は，ズーム量に応じた合焦調整量の算出の方法を示すグラフである。
【００９１】
図13に示すように，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合の合焦調整量がΔ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合の合焦調整量がΔ２として記憶されているものとする。望遠端の合焦調整量と広角端の合焦調整量との間の合焦調整量に対応する合焦調整量は，望遠端のズーム量に対応する合焦調整量Δ１と広角端のズーム量に対応する合焦調整量Δ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。ズーム量がＺｘに設定されたとすると，合焦調整量Δｘが算出される。
【００９２】
メモリ11に，望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量の少なくとも一方が記憶されていない場合には（ステップ113でＮＯ），撮像装置40から出力される映像信号などを利用して自動合焦制御が行われる（ステップ114）。
【００９３】
つづいて，ユーザによって設定されたズーム量に応じたシフト量，ティルト角，回転角などの位置調整量のうち算出された位置調整量を用いて変倍光学装置２または撮像装置40の位置調整が行われた場合に，撮像装置40の撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ117)。すなわち，図２，図９などを参照して説明したように，拡大された被写体像を表す円52，円53から撮像装置40の撮像面40Ａがはみ出さないかどうかが制御回路10によって判断される。拡大された被写体像を表す円52，円53から撮像装置40の撮像面40Ａの外接円である円51がはみ出さないかどうかが制御回路10によって判断されるようにしてもよい。
【００９４】
変倍光学装置２または撮像装置40の位置調整が行われた場合に，撮像装置40の撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大された被写体像の範囲に含まれなくなってしまう場合には(ステップ117でＹＥＳ)，撮像装置40の撮像面40Ａのすべてが，円52，円53などによって示される拡大された被写体像の範囲に含まれるように位置調整量(シフト量，ティルト角，回転角)が制御回路10によって補正させられる(ステップ118)。位置調整量の補正は，好ましくは，算出された位置調整量のうち算出されたシフト量，ティルト角，回転角などを同じ割合で補正するが，必ずしも同じ割合で補正しなくともよい。シフト量，ティルト角，回転角のうち，補正する優先順位を決めておき，その優先順位にしたがって補正するようにしてもよい。変倍光学装置２または撮像装置40の位置調整が行われた場合に，撮像装置40の撮像面40Ａのすべてが拡大された被写体像の範囲に含まれる場合には(ステップ117でＮＯ)，ステップ118に示す位置調整量補正処理はスキップされる。
【００９５】
制御回路10（位置調整量算出部）によって算出された位置調整量を用いて位置調整機構によって変倍光学装置２と撮像装置40との位置関係を調整させた場合に，撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかについても制御回路10（判定部）によって判定される。また，撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，位置調整機構による調整が行われた場合に，撮像面40Ａが拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，算出された位置調整量を補正することも制御回路10（位置調整量補正部）によって行われるが，他の回路によって行われてもよい。
【００９６】
このようにして位置調整量（位置調整量はシフト量，ティルト角，または回転角である）が算出または補正されると，算出された位置調整量または補正された位置調整量を用いて位置調整が行われる(ステップ119)。
【００９７】
さらに，算出された合焦調整量を用いて合焦調整が行われる（ステップ120）。合焦調整は，フォーカス・レンズ３およびマスタ・レンズ６の両方のレンズの位置調整を行うことにより実施してもよいし，フォーカス・レンズ３またはマスタ・レンズ６のいずれか一方のレンズの位置調整により実施してもよい。また，ステップ118において位置調整量が補正された場合には，合焦位置もずれるため，算出された合焦調整量を用いて合焦調整が行われても合焦しないことがある。この場合には補正された位置調整量を用いて，算出された合焦調整量も補正し，補正された合焦調整量を用いて合焦調整することが好ましい。合焦調整量の補正は，補正された位置調整量から，その補正された位置調整量に対応するズーム量を算出し，算出されたズーム量に対応する合焦調整量を算出することにより実施できる。
【００９８】
撮影が終了するまで，ステップ101からの処理が繰り返される（ステップ121）。
【００９９】
望遠端におけるズーム量と広角端におけるズーム量との少なくとも２種類のズーム量に対応した位置調整量（シフト量，ティルト角，回転角）が記憶されており，ズーム・ボタン16によってズーム量が設定されると，その設定されたズーム量に応じた位置調整量が，記憶されている少なくとも２種類の位置調整量を用いて算出されている。算出された位置調整量を用いて変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係が調整させられ，少なくとも２種類のズーム量に対応した位置調整量を用いて，設定されたズーム量に応じた位置調整量が算出されるので，比較的正確な位置調整量が算出できる。変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を，ズーム量に応じて比較的正確に調整できるようになる。
【０１００】
上述の実施例において，変倍光学装置２は，ズーム量（ズーム量とは変倍量のことである）に応じた被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置40の撮像面40Ａに結像するものである。また，ズーム・ボタン16は，変倍光学装置２のズーム量を設定するものである。ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35は，変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係（位置関係とは，たとえば，変倍光学装置２の作る像と撮像面40Ａとの位置関係をいう）を調整する位置調整機構であり，ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のうち，少なくとも一つが存在すればよい。ティルト機構は，変倍光学装置２の光軸Ｃが，撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸に対して相対的に傾くように変倍光学装置２を傾けるものである。シフト機構は，変倍光学装置２を，撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的にスライドさせるものである。さらに，回転機構は，変倍光学装置２の光軸Ｃまたは撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸を中心として，変倍光学装置２を撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に回転させるものである。
【０１０１】
メモリ11は，望遠端のズーム量と広角端のズーム量とに対応した位置調整機構による位置調整量（位置調整量とは，図13に示したようにシフト量，ティルト角，回転角のことである）を記憶する位置調整量メモリである。メモリ11には，少なくとも２種類のズーム量に対応した位置調整量が記憶されればよく，必ずしも望遠端のズーム量と広角端のズーム量とに対応した位置調整量が記憶されなくともよい。
【０１０２】
制御回路10は，ズーム・ボタン16によって設定されたズーム量に応じた位置調整量を，メモリ11に記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部である。また，制御回路10は，算出された位置調整量を用いて変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を位置調整機構に調整させる位置調整機構制御部である。
【０１０３】
また，ティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13および回転ダイアル14は，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整量を入力する位置調整量入力部である。上述のように，ティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13または回転ダイアル14からティルト角，シフト量または回転角（位置調整量）が入力された場合には，メモリ11には，それらのティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13または回転ダイアル14から入力されたティルト角，シフト量または回転角（位置調整量）が記憶される。
【０１０４】
フォーカス・モータ21およびマスタ・モータ27の少なくとも一方が合焦調整量を調整して撮像装置40の撮像面40Ａに被写体像を結像する合焦調整機構であり，メモリ11が少なくとも２種類のズーム量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を記憶する合焦調整量メモリである。また，制御回路10が，設定されたズーム量に応じた合焦調整量を，メモリ11に記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部であり，かつ算出された合焦調整量を用いて合焦調整機構により撮像面40Ａに被写体像を結像させる合焦調整機構制御部である。
【０１０５】
さらに，合焦調整量ダイアル15が，少なくとも２種類のズーム量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部であり，メモリ11は，合焦調整量ダイアル15から入力された合焦調整量を記憶する合焦調整量メモリである。
【符号の説明】
【０１０６】
１  変倍光学システム，２  変倍光学装置，３  フォーカス・レンズ，４  ズームレンズ，５  絞り，６  マスタ・レンズ，７  拡大レンズ，10  制御回路，11  メモリ，12  ティルト・ダイアル，13  シフト・ダイアル，14  回転ダイアル，15  合焦調整量ダイアル，16  ズーム・ボタン，21  フォーカス・モータ，22  駆動回路，23  ズーム・モータ，24  駆動回路，25  絞りモータ，26  駆動回路，27  マスタ・モータ，28  駆動回路，29  ティルト機構，30  ティルト・モータ，31  駆動回路，32  シフト機構，33  シフト・モータ，34  駆動回路，35  回転機構，36  回転モータ，37  駆動回路，40  撮像装置，40Ａ  撮像面，40Ｂ  同一面，41  信号処理回路，42  カメラ本体，51−53  円，Ｃ  光軸，Ｃ１  中心，Ｃ２，Δ１  合焦調整量，Δ２  合焦調整量，ΔＳ１  シフト量，ΔＳ２  シフト量，ΔＳｘ  シフト量，Δｘ  合焦調整量，α  角，θ  ティルト角，θ１  ティルト角，θ２  ティルト角，φ１  回転角，φ２  回転角
【図１】
2017158922.tif 000003
【図２】
2017158922.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年4月7日(2017.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像する変倍光学装置，
上記変倍光学装置の変倍量を設定する変倍量設定装置，
上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的にスライドさせるシフト機構，
上記変倍光学装置の光軸または上記撮像面の中心軸を中心として，上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的に回転させる回転機構，
少なくとも２種類の変倍量に対応した上記シフト機構および上記回転機構による位置調整量を記憶する位置調整量メモリ，
上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方による位置調整量を，上記位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部，
上記位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方に調整させる位置調整機構制御部，
上記撮像装置の撮像面に結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系，
上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を用いて上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方によって上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整させた場合に，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかを判定する判定部，ならびに
上記判定部によって，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方による調整が行われた場合に，上記撮像面の外接円が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を補正する位置調整量補正部，
備えた変倍光学システム。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記シフト機構および上記回転機構による位置調整量を入力する位置調整量入力部をさらに備え，
上記位置調整量メモリは，
上記位置調整量入力部から入力された位置調整量を記憶する，
請求項１に記載の変倍光学システム。
【請求項５】
合焦調整量を調整して，上記撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構，
上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を
記憶する合焦調整量メモリ，
上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記合焦調整機構による合焦調整量を，上記合焦調整量メモリに記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部，および
上記合焦調整量算出部によって算出された合焦調整量を用いて，上記合焦調整機構により上記撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構制御部，
をさらに備えた請求項１または４に記載の変倍光学システム。
【請求項６】
上記変倍光学装置は，
合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を含み，
上記合焦調整機構は，
上記合焦光学系および上記マスク光学系のうち，少なくとも一方の光学系を調整することにより，上記撮像面に被写体像を結像させる，
請求項５に記載の変倍光学システム。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
上記少なくとも２種類の変倍量は，
望遠端での変倍量および広角端での変倍量である，
請求項１，４，５および６のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項９】
上記位置調整量算出部は，
上記位置調整量メモリに記憶されている上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記シフト機構および上記回転機構による位置調整量を線形補間することにより，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記シフト機構および上記回転機構による位置調整量を算出する，
請求項１，４，５，６および８のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項１０】
上記合焦調整量算出部は，
上記合焦調整量メモリに記憶されている上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を線形補間することにより，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記合焦調整機構による合焦調整量を算出する，
請求項５に記載の変倍光学システム。
【請求項１１】
上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部をさらに備え，
上記合焦調整量メモリは，
上記合焦調整量入力部から入力された合焦調整量を記憶する，
請求項５または１０のいずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項１２】
上記撮像装置は，カメラ本体に設けられており，
上記変倍量設定装置，上記シフト機構，上記回転機構，上記位置調整量メモリ，上記位置調整量算出部，および上記位置調整機構制御部の少なくとも一つが上記カメラ本体にさらに設けられている，
請求項１，４，５，６，８，９，１０および１１のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
【請求項１３】
変倍光学装置が，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像し，
変倍量設定装置が，上記変倍光学装置の変倍量を設定し，
シフト機構が，上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的にスライドさせ，
回転機構が，上記変倍光学装置の光軸または上記撮像面の中心軸を中心として，上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的に回転させ，
位置調整量メモリが，少なくとも２種類の変倍量に対応した上記シフト機構および上記回転機構による位置調整量を記憶し，
位置調整量算出部が，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方による位置調整量を，上記位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出し，
位置調整機構制御部が，上記位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方に調整させ，
拡大光学系が，上記撮像装置の撮像面に結像する被写体像自体を拡大し，
判定部が，上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を用いて上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方によって上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整させた場合に，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかを判定し，
位置調整量補正部が，上記判定部によって，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，上記シフト機構および上記回転機構の少なくとも一方による調整が行われた場合に，上記撮像面の外接円が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を補正する，
変倍光学システムの制御方法。
【国際調査報告】
2017158922.tif 000023
2017158922.tif 000024
2017158922.tif 000025
2017158922.tif 000026