(57)【要約】      （修正有）【課題】  光学長に変化を生じさせるテレビカメラ本体が使用される場合にも、結像位置のずれを解消させる。【解決手段】  フォーカス調整用のフォーカスレンズＦＬとフランジバック調整用のフランジバック調整用レンズＴＬとを備え、少なくとも２つの第１の波長領域及び第２の波長領域の光で撮影可能な撮影レンズであって、前記フランジバック調整用レンズＴＬの補正量を決定し、前記補正量を記憶する補正量記憶手段と、前記第１の波長領域の光での撮影時には、前記フランジバック調整用レンズＴＬをフランジバック調整された設定位置に移動させ、前記第２の波長領域の光での撮影時には、前記フランジバック調整用レンズＴＬを前記補正量記憶手段から読み出された前記補正量に基づいて移動させて、前記第２の波長領域の光での撮影時の結像位置が前記第１の波長領域の光での撮影時の結像位置に一致させるように前記フランジバック調整用レンズ駆動手段を制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカス調整用のフォーカスレンズとフランジバック調整用のフランジバック調整用レンズとを備え、少なくとも２つの第１の波長領域及び第２の波長領域の光で撮影可能な撮影レンズであって、
前記フランジバック調整用レンズの位置を光軸方向に移動させるフランジバック調整用レンズ駆動手段と、
前記第１の波長領域の光での撮影時に対する前記第２の波長領域の光での撮影時の撮影レンズ側の光学長の変化量及び前記撮影レンズが装着されるテレビカメラ本体側の光学長の変化量に基づいて、前記第２の波長領域の光での撮影時における前記フランジバック調整用レンズの補正量を決定し、前記補正量を記憶する補正量記憶手段と、
前記第１の波長領域の光での撮影時には、前記フランジバック調整用レンズをフランジバック調整された設定位置に移動させ、前記第２の波長領域の光での撮影時には、前記フランジバック調整用レンズを前記補正量記憶手段から読み出された前記補正量に基づいて移動させて、前記第２の波長領域の光での撮影時の結像位置が前記第１の波長領域の光での撮影時の結像位置に一致させるように前記フランジバック調整用レンズ駆動手段を制御するフランジバック調整用レンズ制御手段と、を備えたことを特徴とする撮影レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の撮影レンズであって、さらに、
前記フランジバック調整用レンズを光軸方向に移動可能な操作手段を備え、
前記操作手段に対する操作量が前記テレビカメラ本体側の光学長の変化量に相当することを特徴とする撮影レンズ。
【請求項３】
前記第１の波長領域は、可視光の波長領域であり、
前記第２の波長領域は、近赤外の波長領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮影レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮影レンズに係り、特に複数の波長領域の光で撮影可能な撮影レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラ本体と撮影レンズから構成されるテレビカメラには、可視光領域と近赤外領域とで兼用して使用可能なものがある。このようなテレビカメラの撮影レンズが可視光領域でピントが合うように設定されている場合に、近赤外領域の光で撮影が行われると、波長領域の違いから生じる軸上色収差によって、テレビカメラ本体の撮像素子（ＣＣＤ）の撮像面（以下、結像位置という）にずれが発生するという問題がある。
【０００３】
このような問題に対して、特許文献１に開示されたレンズシステム（撮影レンズ）は、近赤外領域の光での撮影時には、本来、フランジバック調整用として備えられているフランジバック調整用レンズ（トラッキングレンズ）の設定位置を補正することにより、軸上色収差による結像位置のずれを解消している。
【特許文献１】特開２００３−２６２７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、撮影レンズが装着されるテレビカメラ本体には、可視光領域の光での撮影時に撮像素子の光軸前方にＩＲカットフィルタを配置し、近赤外領域の光での撮影時にＩＲカットフィルタを光軸上から取り外すものがある。その時に、可視光領域の光での撮影と近赤外領域の光での撮影とで生じる結像位置のずれを考慮して、ＩＲカットフィルタの厚みとクリアガラスの厚みを変えることで光学長を変化させて、結像位置のずれを相殺するようにしたテレビカメラが存在する。
【０００５】
特許文献１では、上記の如く光学長に変化を生じさせるテレビカメラ本体を考慮していない。従って、テレビカメラ本体だけで可視光領域の光での撮影と近赤外領域の光での撮影とで生じる結像位置のずれを補正するテレビカメラ本体に、特許文献１のような撮影レンズだけで上記結像位置のずれを補正する撮影レンズを取り付けてしまうと、テレビカメラ本体と撮影レンズで二重に結像位置のずれを補正してしまい、テレビカメラ全体として結像位置のずれが解消できないという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光学長に変化を生じさせるテレビカメラ本体が使用される場合にも、結像位置のずれを解消させることのできる撮影レンズ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】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、フォーカス調整用のフォーカスレンズとフランジバック調整用のフランジバック調整用レンズとを備え、少なくとも２つの第１の波長領域及び第２の波長領域の光で撮影可能な撮影レンズであって、前記フランジバック調整用レンズの位置を光軸方向に移動させるフランジバック調整用レンズ駆動手段と、前記第１の波長領域の光での撮影時に対する前記第２の波長領域の光での撮影時の撮影レンズ側の光学長の変化量及び前記撮影レンズが装着されるテレビカメラ本体側の光学長の変化量に基づいて、前記第２の波長領域の光での撮影時における前記フランジバック調整用レンズの補正量を決定し、前記補正量を記憶する補正量記憶手段と、前記第１の波長領域の光での撮影時には、前記フランジバック調整用レンズをフランジバック調整された設定位置に移動させ、前記第２の波長領域の光での撮影時には、前記フランジバック調整用レンズを前記補正量記憶手段から読み出された前記補正量に基づいて移動させて、前記第２の波長領域の光での撮影時の結像位置が前記第１の波長領域の光での撮影時の結像位置に一致させるように前記フランジバック調整用レンズ駆動手段を制御するフランジバック調整用レンズ制御手段と、を備えたことを特徴とする撮影レンズを提供する。
【０００８】
本発明によれば、撮影レンズ側の光学長の変化量だけでなく、テレビカメラ本体側の光学長の変化量に基づいて、フランジバック調整用レンズの補正量が決定される。そして第２の波長領域の光での撮影時には、フランジバック調整用レンズは、フランジバック調整された設定位置から上記補正量分だけ移動した位置に補正され、第１の波長領域での光での撮影時と第２の波長領域での光での撮影時における結像位置が一致する。従って、光学長に変化を生じさせるテレビカメラ本体が使用される場合にも、結像位置のずれが解消される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮影レンズであって、さらに、前記フランジバック調整用レンズを光軸方向に移動可能な操作手段を備え、前記操作手段に対する操作量が前記テレビカメラ本体側の光学長の変化量に相当することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の態様は、第２の波長領域の光での撮影時において、撮影映像を確認しながら、操作手段を操作することにより、テレビカメラ本体側の光学長の変化量を設定することができる。特に本態様は、テレビカメラ本体側の光学長の変化量が分からない場合にも、操作手段に対する操作によって間接的に光学長の変化量を設定することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の撮影レンズであって、前記第１の波長領域は、可視光の波長領域であり、前記第２の波長領域は、近赤外の波長領域であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の態様は、第１の波長領域を可視光領域とし、第２の波長領域を近赤外領域としことに限定したものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮影レンズ側の光学長の変化量だけでなく、テレビカメラ本体側の光学長の変化量に基づいて、フランジバック調整用レンズの補正量が決定される。。そして第２の波長領域の光での撮影時には、フランジバック調整用レンズは、フランジバック調整された設定位置から上記補正量分だけ移動した位置に補正され、第１の波長領域での光での撮影時と第２の波長領域での光での撮影時における結像位置が一致する。従って、光学長に変化を生じさせるテレビカメラ本体が使用される場合にも、結像位置のずれが解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下添付図面に従って本発明に係る撮影レンズの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、本発明が適用される撮影レンズを備えたテレビカメラの全体構成図である。同図に示すように、テレビカメラ１０は、テレビカメラ本体２０と、テレビカメラ本体２０に装着される撮影レンズ３０とから主に構成される。
【００１６】
テレビカメラ本体２０は、撮像素子（ＣＣＤ）２２と、撮像素子２２の光軸前方（被写体側）に配置された赤外線カットフィルタ機構２４と、を備える。赤外線カットフィルタ機構２４は、撮影モードに応じて、赤外線カットフィルタ２６とクリアガラス２８のいずれか一方を光軸上に配置するように構成されている。
【００１７】
ここで撮影モードとは、可視光領域の光により撮影を行う標準の撮影モード（以下、標準撮影モードという）と、近赤外領域の光により撮影を行う場合の撮影モード（以下、近赤外撮影モードという）がある。テレビカメラ本体２０及び後述する撮影レンズ３０の撮影モードは、例えばテレビカメラ１０の外部に設けられた不図示の光センサから送られる撮影モード切替信号に応じて、交互に切替えられるように構成されている。
【００１８】
テレビカメラ本体２０が標準撮影モードの場合には、赤外線カットフィルタ２６が光軸上に配置される。一方、テレビカメラ本体２０が近赤外撮影モードの場合には、クリアガラス２８が配置される。赤外線カットフィルタ２６とクリアガラス２８の切替えは、撮影モード切替信号の受信を契機として、不図示のモータが駆動されることにより行われる。
【００１９】
本実施の形態におけるテレビカメラ本体２０は、標準撮影モードと近赤外撮影モードとで光学長に変化が生じるように構成されている。すなわち、近赤外撮影モードの場合に光軸上に配置されるクリアガラス２８の厚さは、標準撮影モードの場合に光軸上に配置される赤外線カットフィルタ２６より薄く構成されている。なおクリアガラス２８と赤外線カットフィルタ２６の屈折率は略等しく構成されている。従って、クリアガラス２８を光軸上に配置した場合の結像位置は、赤外線カットフィルタ２６を光軸上に配置した場合の結像位置に比べて、被写体側（光軸前方）にシフトした位置となる。このようなテレビカメラ本体２０におけるクリアガラス２８の厚さは、撮影レンズ側の軸上色収差によって生じる光学長の変化量を見込んで設計されていることが多い。そのため設計時に見込まれた撮影レンズ側の光学長の変化量と異なる撮影レンズがテレビカメラ本体２０に装着された場合には、結像位置のずれが解消されないという問題がある。
【００２０】
本実施の形態における撮影レンズ３０は、上記の如く標準撮影モードと近赤外撮影モードとで光学長に変化が生じるように構成されたテレビカメラ２０に装着される場合においても結像位置のずれを解消できるようにしたものである。以下では、このような撮影レンズ３０の構成について説明する。
【００２１】
撮影レンズ３０には、対物側から順にフォーカスレンズ（群）ＦＬ、ズームレンズ（群）ＺＬ、アイリスＩ、リレーレンズ（群）ＲＬが配置されており、所定の被写体距離にある物体からの被写体光は、フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、アイリスＩ、リレーレンズＲＬを順に通過してリレーレンズＲＬの後方に配置されるテレビカメラ本体２０の撮像素子（ＣＣＤ）２２の受光面（撮像面）２２Ａに結像される。
【００２２】
ここで、フォーカスレンズＦＬは、フォーカス調整用のレンズであり、光軸方向に移動可能に配置される。フォーカスレンズＦＬを移動させてフォーカスレンズＦＬの設定位置を変更すると、焦点位置が変更され、ピントが合う被写体の被写体距離が変更される。
【００２３】
ズームレンズＺＬは、ズーム倍率調整用のレンズであり、変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬとから構成される。変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬとは一定の位置関係を持って光軸方向に移動可能に配置されており、これらの変倍系レンズＶＬ及び補正系レンズＣＬを移動させて各設定位置を変更すると、変倍系レンズＶＬにより焦点距離が変更される一方、補正系レンズＣＬにより像点の変動が防止され、ズーム倍率のみが変更される。なお、変倍系レンズＶＬと補正系レンズＣＬの設定位置は、ズームレンズＺＬの設定位置として１つの位置パラメータにより表される。
【００２４】
リレーレンズＲＬの一部を構成するトラッキングレンズＴＬは、フランジバック調整用のレンズとして光軸方向に移動可能に配置される。トラッキングレンズＴＬの設定位置を調整することによりフランジバック調整を行うことができる。また、後述するように撮影モードが近赤外撮影モードに設定されている場合、トラッキングレンズＴＬの設定位置が自動的に適切な位置に補正されるようになっている。
【００２５】
また撮影レンズ３０には、上記フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、アイリスＩ、トラッキングレンズＴＬのそれぞれに対して動力伝達可能に連結されたモータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ＴＭと、上記フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、アイリスＩ、トラッキングレンズＴＬの位置を検出するポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰ、ＴＰと、ＣＰＵ３２と、メモリ３４と、操作手段３６と、が設けられている。
【００２６】
各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ＴＭは、ＣＰＵ３２から出力される駆動信号により駆動されるように構成されている。また各ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰ、ＴＰから出力される検出信号がＣＰＵ３２に入力されるように構成されている。従って、ＣＰＵ３２は、各ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰ、ＴＰからの検出信号により各フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、アイリスＩ、トラッキングレンズＴＬの現在位置を検出しながら、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ＴＭに駆動信号を出力することにより、フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、アイリスＩ、トラッキングレンズＴＬがモータ駆動されると共に、所望の設定位置又は移動速度となるように制御される。
【００２７】
またＣＰＵ３２には、撮影モード切替信号が入力されるようになっている。ＣＰＵ３２は、撮影モード切替信号を受信すると、撮影モードを切替えるための動作を行う。撮影レンズ３０の撮影モードには、標準撮影モードと近赤外撮影モードがある。標準撮影モードの場合、トラッキングレンズＴＬはフランジバック調整された設定位置（以下、フランジバック調整位置という）に設定される。一方、近赤外撮影モードの場合、トラッキングレンズＴＬは後述する補正データを基に算出される補正位置に設定される。従って、ＣＰＵ３２は、撮影モード切替信号を受信した場合、モータＴＭに駆動信号を出力して、トラッキングレンズＴＬを撮影モードに応じた所望の位置に移動させる。
【００２８】
近赤外撮影モードにおけるトラッキングレンズＴＬの補正位置を算出するための補正データは、撮影レンズ３０側の軸上色収差による光学長の変化量に相当する補正データ（以下、第１の補正データという）と、テレビカメラ本体２０側の光学長の変化量に相当する補正データ（以下、第２の補正データ）とから構成される。
【００２９】
第１の補正データは事前に生成され、ＣＰＵ３２により読取可能な撮影レンズ３０内のメモリ３４（ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に格納される。なお、パソコン１２から（パソコン１２のハードディスク、フロッピディスク等の記録媒体から）事前に第１の補正データを取得して撮影レンズ３０内のメモリ３４に書き込むようにしてもよいし、撮影モードが切り替えられた際にその撮影モードで使用する第１の補正データのみをパソコン１２から取得して撮影レンズ３０内のメモリ３４に書き込むようにしてもよい。更に、第１の補正データのうち、トラッキングレンズＴＬの補正を行うごとにその補正に必要な補正量のみをパソコン１２から取得するようにしてもよい。
【００３０】
第１の補正データは、例えば図２に示すようなデータテーブルで表される。図２のデータテーブルの行見出しには、フォーカスレンズＦＬの設定位置に対応する被写体距離の値が示され、列見出しには、ズームレンズＺＬの設定位置に対応するズーム倍率の値が示されている。表中の各欄には、各被写体距離（フォーカスレンズＦＬの設定位置）及びズーム倍率（ズームレンズＺＬの設定位置）でのトラッキングレンズＴＬの補正量が示されている。このトラッキングレンズＴＬの補正量は、標準撮影モード時におけるトラッキングレンズＴＬのフランジバック調整位置を基準とした変位量を示し、正の値の場合には、トラッキングレンズＴＬを光軸後方（結像側）に変位させ、負の値の場合には、トラッキングレンズＴＬを光軸前方（被写体側）に変位させることを意味している。なお、図３は、図２のデータテーブルをグラフ表示により表したものである。
【００３１】
一方、第２の補正データは、標準撮影モードにおいて光軸上に配置される赤外線カットフィルタ２６と、近赤外撮影モードにおいて光軸上に配置されるクリアガラス２８の厚さの違いを要因とする光学長の変化を補正するためのデータである。第２の補正データは、赤外線カットフィルタ２６とクリアガラス２８の厚さと屈折率から算出される。例えば、赤外線カットフィルタ２６の厚さを２．０ｍｍ、クリアガラス２８の厚さを１．５ｍｍ、赤外線カットフィルタ２６及びクリアガラス２８の屈折率を１．７、空気の屈折率を１．０とすると、第２の補正データに相当する光学長の変化量Δｔは、次式
Δｔ＝（２．０−１．５）×（１．７−１．０）＝０．３５ｍｍ    ・・・（１）
となる。このようにして求められる第２の補正データは、第１の補正データによって補正されたトラッキングレンズＴＬの補正位置を基準とした場合の変位量を示し、正の場合には、トラッキングレンズＴＬを光軸後方（結像側）に変位させ、負の値の場合には、トラッキングレンズＴＬを光軸前方（被写体側）に変位させることを意味している。
【００３２】
第２の補正データは、使用するテレビカメラ本体２０に応じて決まるものである。第２の補正データを上記の如く算出可能な場合は、メモリ３４に事前に格納しておけばよい。格納方法は、前述した第１の補正データと同様であるので、その説明は省略する。
【００３３】
また撮影レンズ３０は、第２の補正データを設定するための操作手段３６を備えている。操作手段３６は、例えばボリュームにより構成され、ボリュームの回動操作によって、トラッキングレンズＴＬを光軸方向に移動させることが可能となっている。また操作手段３６に対する操作量が、テレビカメラ本体２０側の光学長の変化量に相当するように構成されている。従って、近赤外撮影モードにおいて、撮影映像を確認しながら、操作手段３６を操作することにより、テレビカメラ本体２０側の光学長の変化量に相当する第２の補正データを設定することができる。このようにして第２の補正データを間接的に設定する方法は、特にテレビカメラ本体２０側の光学長の変化量を上記の如く算出することができない場合に有効である。なお第２の補正データに相当する操作手段３６の操作量をメモリ３４に格納してＣＰＵ３２から読み取るようにしてもよいし、ＣＰＵ３２が操作手段３６の操作量を直接読み取るように構成してもよい。
【００３４】
上記の如く構成された本発明の好ましい実施の形態の作用は次の通りである。テレビカメラ本体２０及び撮影レンズ３０が撮影モード切替信号を受信して、標準撮影モードが選択されると、不図示のモータが駆動され、テレビカメラ本体２０の撮像素子２２の光軸前方には赤外線カットフィルタ２６が配置される。また撮影レンズ３０のＣＰＵ３２から、モータＴＭに対して駆動信号が出力され、トラッキングレンズＴＬはフランジバック調整位置に設定される。なおフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬは、不図示のコントローラからの指令に基づいた所望の位置に設定されおり、テレビカメラ１０はピントの合っている状態となっている。
【００３５】
これに対して、テレビカメラ本体２０及び撮影レンズ３０が撮影モード切替信号を受信して、近赤外撮影モードが選択されると、不図示のモータが駆動され、テレビカメラ本体２０の撮像素子２２の光軸前方にはクリアガラス２８が配置される。また撮影レンズ３０のＣＰＵ３２は、ポテンションメータＦＰ、ＺＰからフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置を検出して、これらの現在位置に対応する第１の補正データをメモリ３４から読み出すと共に、第２の補正データをメモリ３４（若しくは操作手段３６）から読み出す。そしてＣＰＵ３２は、第１の補正データに相当する撮影レンズ３０側の光学長の変化量に、第２の補正データに相当するテレビ本体２０側の光学長の変化量を加算した補正量を算出する。さらにＣＰＵ３２は、トラッキングレンズＴＬのフランジバック調整位置に補正量を加算して、トラッキングレンズＴＬの補正位置を求める。そしてＣＰＵ３２は、モータＴＭに対して駆動信号を出力して、トラッキングレンズＴＬをその補正位置に移動させる。これにより近赤外撮影モードにおける結像位置は、標準撮影モードにおける結像位置と一致する。
【００３６】
本実施の形態では、撮影レンズ３０側の光学長の変化量だけでなく、テレビカメラ本体２０側の光学長の変化量に基づいて、トラッキングレンズＴＬの補正量が求められる。そして近赤外撮影モードでは、トラッキングレンズＴＬは、トラッキングレンズＴＬのフランジバック調整位置から上記補正量分だけ移動した位置に補正され、標準撮影モードにおける結像位置と近赤外撮影モードにおける結像位置が一致する。従って、光学長の変化を生じさせるテレビカメラ本体２０が使用される場合にも、結像位置のずれが解消される。
【００３７】
本実施の形態では、撮影モードを可視光領域の光により撮影を行う標準撮影モードと近赤外領域の光により撮影を行う近赤外撮影モードとしたが、これに限らず、他の波長領域の光により撮影を行う撮影モードに対しても適用可能である。また撮影モードは２つに限らず、３つ以上でもよい。この場合は、撮影モード毎に補正データを作成しておけばよい。さらに標準撮影モードを他の波長領域の光により撮影を行う場合としてもよい。
【００３８】
また本実施の形態では、使用されるテレビカメラ本体２０に対応する第２の補正データを設定することとしたが、これに限らず、事前に複数の第２の補正データを作成してメモリ３２に格納しておき、その中からユーザが適宜選択可能なように構成してもよい。
【００３９】
また本実施の形態では、撮影レンズ３０の撮影モードの切り替えは、テレビカメラ１０外部から入力される撮影モード切替信号に応じて行うこととしたが、これに限定されず、テレビカメラ本体２０から撮影モード切替信号を受信するように構成してもよい。また、撮影レンズ３０に選択スイッチを設けて、手動で撮影モードを切替えられるように構成してもよい。
【００４０】
以上、本発明の撮影レンズについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明が適用されるテレビカメラの全体構成を示した図である。
【図２】第１の補正データをデータテーブルにより表した図である。
【図３】図２の第１の補正データをグラフ表示により示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…テレビカメラ、１２…パソコン、２０…テレビカメラ本体、２２…撮像素子、２４…赤外線カットフィルタ機構、２６…赤外線カットフィルタ、２８…クリアガラス、３０…撮影レンズ、３２…ＣＰＵ、３４…メモリ、３６…操作手段、ＦＬ…フォーカスレンズ、ＺＬ…ズームレンズ、Ｉ…アイリス、ＲＬ…リレーレンズ、ＴＬ…トラッキングレンズ、ＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ＴＭ…モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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