(57)【要約】【課題】  光学ズームによる画質劣化のないズームイン、ズームアウトを連続で繰り返すことを可能にしたレンズ装置または撮像装置を提供すること。【解決手段】  ズームレンズ群と前記ズームレンズ群を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御するズーム制御手段とを有するレンズ装置において、ズームイン、ズームアウトを連続で繰り返す第１のズームの動き方を表すズーム情報を記憶する記憶手段と、前記第１のズームの軌道を算出する軌道算出手段とを有し、前記第１のズームの軌道に基づき前記ズームレンズ群を駆動させることを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
2012113019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズ群と前記ズームレンズ群を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御するズーム制御手段とを有するレンズ装置において、
ズームイン、ズームアウトを連続で繰り返す第１のズームの動き方を表すズーム情報を記憶する記憶手段と、
前記第１のズームの軌道を算出する軌道算出手段とを有し、
前記第１のズームの軌道に基づき前記ズームレンズ群を駆動させることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記軌道算出手段は、
ズームレンズ位置を取得するズームレンズ位置取得手段と、
前記ズームレンズ位置から倍率を算出する倍率算出手段とを有し、
前記ズーム情報と、前記第１のズームの開始時のズームレンズ位置である第１の位置に基づき算出される第１の倍率とから、
前記第１のズームの軌道を算出することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記軌道算出手段は、
前記第１のズームが開始されてからの経過時間と、
前記ズーム情報を構成する第１のズームを続ける時間である実行時間とが一致したとき、第１のズームを終了させることを
特徴とする請求項１又は請求項２のレンズ装置。
【請求項４】
前記軌道算出手段は、
前記第１のズームを停止する操作が可能な停止操作手段を有し、
前記停止操作手段により停止操作を行ったとき第１のズームを終了させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の少なくともひとつのレンズ装置と、ズーム効果を電子的に行う電子ズーム手段とを有し、前記軌道算出手段により算出されたズーム軌道と現在のズームレンズ位置を倍率で表わした現在倍率とから電子ズーム倍率を決定することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビカメラ、ビデオカメラ等に用いられるレンズ装置及びそれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビやビデオの撮影では、様々な撮影手法がとられるが、その１つとして、あるズーム領域においてズームを連続してズームインとズームアウトを繰り返す撮影手法がある。
この種の撮影手法を実現する方法として、特許文献１で開示されている電子ズームのみを用いてズーム領域の移動を自動的、連続的に行う方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１８６９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、電子ズームのみによる繰り返しズームを行っているので、画質が劣化してしまう。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、光学ズームによる繰り返しズームを実行することを可能にし、繰り返しズーム時に画質が劣化しないレンズ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、ズームレンズ群と前記ズームレンズ群を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御するズーム制御手段とを有するレンズ装置において、
ズームイン、ズームアウトを連続で繰り返す第１のズームの動き方を表すズーム情報を記憶する記憶手段と、前記第１のズームの軌道を算出する軌道算出手段とを、
有し、前記第１のズームの軌道に基づき前記ズームレンズ群を駆動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光学ズームにより画質劣化のない繰り返しズームが可能なレンズ装置を提供することができる。
【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１の実施例における相対倍率指令および絶対倍率指令について説明するための図である。
【図４】第１の実施例におけるズームレンズ位置とズーム倍率の関係を表わす図である。
【図５】第２の実施例の構成図である。
【図６】第２の実施例におけるズームレンズ位置と繰り返しズームの周期から最大倍率指令を求めるためのテーブルである。
【図７】第２の実施例における光学ズームおよび電子ズームの関係を説明するための図解図である。
【図８】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９】第３の実施例の構成図である。
【図１０】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１１】第３の実施例における繰り返しズームのパターンの具体例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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］
図１は、本発明を適用できる第１の実施例における、レンズ装置の構成図である。
【００１０】
本実施例では、ズームイン、ズームアウトを連続で繰り返し駆動させることで撮影効果を得られるズームの方法を「繰り返しズーム」と呼ぶ。
【００１１】
101は繰り返しズームの軌道を決定するためのズーム情報であるところの、ズーム倍率の範囲、周期および回数を入力する入力部である。
【００１２】
102は入力部101で設定したズーム情報を記憶するズーム情報記憶部である。
【００１３】
103は繰り返しズームを行う際の相対倍率指令をズーム情報に基づき算出する相対倍率指令算出部である。相対倍率指令については後述する。
【００１４】
104は繰り返しズームを実行および停止させる繰り返しズームスイッチである。105はズームレンズ群のワイド端からテレ端までの間においての現在の位置を検出するレンズ位置検出部である。106はレンズ位置検出部105により検出されたズームレンズ群の現在位置から現在倍率を算出する現在倍率算出部である。
【００１５】
107は相対倍率指令算出部103で算出された相対倍率指令と、現在倍率算出部106により算出された現在の倍率とに基づき、絶対倍率指令を算出する絶対倍率指令算出手段である。
ここで、相対倍率指令と絶対倍率指令について説明する。まず相対倍率とは、ある基準倍率に対してのズーム倍率を表わし、相対倍率の時間的な変化を表わしたものが相対倍率指令であり、 (式1)で与えられる。
【数１】
2012113019.tif 000003
【００１６】
これを図３の(a)に示す。Prは相対倍率指令であり時間の関数で表わされる。Aは繰り返しズームの振幅を表わし、図に示す通り縦軸を対数でとると、上限はA、下限は1/A、1を中心とした正弦波を描く軌跡となる。
【００１７】
Tは繰り返しズームの周期を表わす。Nは周期Tのズームを何回繰り返すかを決める値である。したがって繰り返しズームの実行時間は、T×Nで表わされる。tは繰り返しズームを開始してからの経過時間を表わす。
【００１８】
次に絶対倍率指令について説明する。相対倍率はある基準倍率に対するズーム倍率であるが、絶対倍率は、その基準倍率を相対倍率に掛けたものであり、出力されるズーム倍率を表わす。絶対倍率指令は、絶対倍率の時間的な変化を表わしたものであり、 (式2)で与えられる。
【数２】
2012113019.tif 000004
【００１９】
(式2)の絶対倍率指令を図３の(b)に示す。Paは絶対倍率指令であり時間の関数で表わされる。Dは基準倍率を表わし、繰り返しズーム開始時のズーム倍率が、この基準倍率となる。図に示す通り(a)と同様に縦軸を対数でとると、上限D×A、下限D/A、Dを中心とした正弦波を描く軌跡となる。また、(a)および(b)の図のグラフは、A = 2, D = 5, N = 5, T = 1として描いたものである。
【００２０】
図１の説明に戻る。108は絶対倍率指令算出部107により算出された絶対倍率指令から、ズームレンズ群の位置の時間的な変化を表わすズーム軌道を算出する軌道算出部である。109はレンズ駆動部110の動きを制御するズーム制御部である。111は変倍作用のあるズームレンズ群である。レンズ駆動部110はズームレンズ群111に動力を伝え、ズームレンズ群111を駆動させる。
【００２１】
112は繰り返しズームスイッチ104により繰り返しズームの開始操作が行われてから経過した時間を測定する経過時間測定タイマーである。113は繰り返しズームを停止させるタイミングを検出する停止タイミング検出部である。停止タイミングはズーム情報記憶部102から取得する使用者が設定する実行時間と、経過時間測定タイマー112で測定される測定時間が一致したタイミング、および繰り返しズームスイッチ104により繰り返しズームの停止操作が行われたことを検出したタイミングである。
【００２２】
以下に図２のフローチャートに沿って、本実施形態のレンズ装置の動作について説明する。ステップS101において、入力部101によりズーム情報の入力操作が開始された場合にステップS102に進む。入力操作がない場合にはステップS105に進む。
【００２３】
ステップS102において、入力部101によりズーム情報である繰り返しズームの振幅、周期および回数を入力する。ステップS103において、入力されたズーム情報を情報記憶部102にて記憶する。ステップS104において、相対倍率指令算出手段により入力されたズーム情報に基づき相対倍率指令を算出する。
【００２４】
ステップS105において、繰り返しズームスイッチ104により第１の操作が行われるとステップS106に進み、経過時間測定タイマー112を起動させる。
【００２５】
ステップS107において、レンズ位置検出部105によりズームレンズ群111の現在位置、即ち繰り返しズームを実行する直前のズームレンズ群111の開始位置を取得する。ステップS108 において、現在倍率算出部106によりズームレンズ群111の開始位置の情報から開始倍率を算出する。ステップS109において、絶対倍率指令算出部107により、相対倍率指令と開始倍率とに基づき絶対倍率指令を算出する。
【００２６】
ステップS110において、軌道算出部108により、絶対倍率指令からズームレンズ群111の位置の時間的な変化を表わすズーム軌道を算出する。算出方法は、図４に示すズームレンズ位置とズーム倍率の関係を表わすデータを用いることにより可能である。図４において、横軸はズームレンズ位置を、縦軸はズームレンズ位置に応じたズーム倍率を表わしている。
【００２７】
ステップS111において、ズーム制御部109はズーム軌道に基づきレンズ駆動部110を制御し、ズームレンズ群111を駆動させる。
【００２８】
ステップS112において、停止タイミング検出部113が停止タイミングを検出するまで、ステップS111の繰り返しズームを続ける。停止タイミングを検出するとステップS113に進み、繰り返しズームの駆動を停止させる。停止タイミングは、経過時間tが設定した実行時間N×Tと一致したとき、または、繰り返しズームスイッチ104により、停止操作が行われた時に検出される。
【００２９】
また、繰り返しズームスイッチ104により、停止操作が行われた時に繰り返しズーム開始位置にズームレンズがない場合は、ズーム軌道に沿って繰り返しズームを継続させ、ズームレンズ位置と繰り返しズーム開始位置とが一致したときに繰り返しズームを停止させてもよい。
【００３０】
また、ズームレンズ位置が光学端付近であるときに、繰り返しズームスイッチ104により開始操作が行われた場合には、繰り返しズームの基準位置を変更したり、振幅を縮めたりしてもよい。
【００３１】
以上説明した構成とフローにより、光学ズームによる画質劣化のない繰り返しズームを実行することが可能になる。
［実施例２］
図５は、本発明を適用できる第２の実施例における、撮像装置の構成図である。
【００３２】
101から107、および109から113までは図１と同じ構成であるので、説明を省略する。
【００３３】
201は現在倍率算出部106により算出された開始倍率とズーム情報の一つである周期とに基づき最大倍率指令を算出する最大倍率指令算出部である。
【００３４】
最大倍率指令とは、ズームレンズ群111の現在の位置において、設定した周期で駆動させることが出来る最大の範囲を振幅とするズームレンズ群111の軌道を、ズーム倍率に変換し、時間的な変化を表わしたものである。最大倍率指令はズームレンズ位置と周期とに基づき求められるものであり、図６に示すようなテーブルを用いることにより得られる。
【００３５】
同図のZ1,Z2,Z3・・・はズームレンズの位置を、T1,T2,T3・・・は周期を表わしており、a11,a12・・・anmはあるズームレンズの位置、ある周期における最大倍率指令の倍率を表わしている。
【００３６】
図５の説明に戻る。202は絶対倍率指令算出部107により算出された絶対倍率指令と、最大倍率指令算出部201により算出された最大倍率指令とに基づきシフト倍率を算出し、シフト倍率の分、絶対倍率指令をシフトさせたものであるシフト最大倍率指令を得るシフト演算部である。シフト倍率とはズームレンズ群111をワイド側へシフトさせる量を決めるものであり、最大倍率指令の最小値と絶対倍率指令の最小値との比である。ズームレンズ群111をワイド側へシフトさせる理由については後述する。
【００３７】
軌道算出部108は、シフト最大倍率指令からズームレンズ群111の位置の時間的な変化を表わすズーム軌道を算出する。
【００３８】
203は絶対倍率指令と現在の倍率とに基づき、電子ズーム倍率を算出する電子ズーム倍率算出部である。204は光学情報を電子情報に変換する撮像素子であり、205は電子情報に処理を施し映像信号に変換する映像信号処理部である。
【００３９】
206は電子ズーム倍率算出部で算出された電子ズーム倍率に従い、映像信号処理部205により変換された映像信号に電子ズームを施す電子ズーム部である。207は電子ズームが施された映像信号を外部へ出力する映像信号出力部である。
【００４０】
ここで、上記説明した最大倍率指令、シフト倍率、シフト最大倍率指令および電子ズーム倍率について、図７を用いて説明する。図７において、○で囲んだ(a)絶対倍率指令の最小値と(b)最大倍率指令の最小値の比がシフト倍率である。(b)最大倍率指令にシフト倍率を掛け、ワイド側にシフトさせたものが(c)シフト最大倍率指令である。軌道算出部108は、シフト最大倍率指令に基づきズーム軌道を算出する。電子ズーム倍率算出部203は、絶対倍率指令と光学ズームによる倍率とを比較し、電子ズーム倍率を決定するため、電子ズーム倍率は(d)のように変動する。
【００４１】
次に、ズームレンズ群111をワイド側へシフトさせる理由について述べる。設定したズーム情報に基づき算出された軌道の通りにズームレンズ群111を駆動させることができない場合、電子ズームを併用することにより、出力される映像は意図したとおりのズーム倍率を得るためである。しかしながら、電子ズームの倍率を1倍より小さな値にすることは電子ズームの特性上不可能である。そのため、ズームレンズ群111がワイド側に駆動するときにはこの効果が得られない。そこで電子ズームの倍率を常に1倍よりも大きい値にしておき、ズームレンズがワイド側に駆動するとき、電子ズームの倍率を1倍に近づけることで、ワイド側に対しても電子ズームを併用し、出力される映像は意図したとおりのズーム倍率を得ることが出来る。
【００４２】
以下に図８のフローチャートに沿って、本実施形態の撮像装置の動作について説明する。ステップS101からS109までは、第１の実施例と同様であるので、説明を省略する。
【００４３】
ステップS201において、最大倍率指令算出部201により最大倍率指令を算出する。ステップS202において、絶対倍率指令の最小値が最大倍率指令の最小値より大きい場合、ステップS203に進み、シフト倍率を算出しズームレンズ群111をワイド側にシフトさせる。ステップS204において、軌道算出部108により、シフト最大倍率指令に基づきズームレンズ群111のズーム軌道を算出する。
【００４４】
ステップS205において、ズーム制御部109はズーム軌道に基づきレンズ駆動部110を制御し、ズームレンズ群111を駆動させる。このときにレンズ位置検出部105によりズームレンズ群111の現在位置を取得し、現在倍率算出部106により現在位置に基づき現在の倍率を算出する。電子ズーム倍率算出部203は絶対倍率指令と現在倍率に基づき電子ズーム倍率を算出し、電子ズーム部206へ出力することで、映像信号処理部205により変換された映像信号に電子ズームを施す。
【００４５】
ステップS206 において、停止タイミング検出部113が停止タイミングを検出するまで、ステップS205の繰り返しズームを続ける。停止タイミングを検出するとステップS207に進み、繰り返しズームの駆動を停止させる。停止タイミングは、経過時間tが設定した実行時間N×Tと一致したとき、または、繰り返しズームスイッチ104により、停止操作が行われたときに検出される。
【００４６】
ステップS202において、絶対倍率指令の最小値のほうが最大倍率指令の最小値より小さい場合、電子ズームを使う必要はないので、ステップS110に進み、第１の実施例で説明したステップS110からS113までのフローと同様である。
【００４７】
このようにズームレンズ群111を駆動させる光学ズームと電子ズームを併用することにより、使用者が設定した通りにズームレンズ群111を駆動させることが出来ない場合でも、最小限の画質劣化で意図した繰り返しズームの効果を得ることができる。
［実施例３］
図９は、本発明を適用できる第３の実施例における、レンズ装置の構成図である。101から113までは図１と同じ構成であるので、説明を省略する。
【００４８】
301は繰り返しズームのパターンを記憶しておくパターン情報記憶部である。302はパターン情報記憶部301にあらかじめ設定してあるパターンの中から所望のパターンを選択するパターン選択スイッチである。パターン情報記憶部301には複数のズーム情報を記憶する領域を保持しており、入力部101により予めズーム情報を入力しておくことで、パターン選択スイッチ302により所望のパターンを選択することが可能となる。
【００４９】
以下に図１０のフローチャートに沿って、本実施形態のレンズ装置の動作について説明する。ステップS301において、入力部101によりズーム情報を構成する各種パラメータを入力する。ステップS302において、入力されたパラメータをパターン情報記憶部301に格納する。ステップS303において、別のパターン情報の入力を続ける際はステップS301に戻る。パターン情報の入力をやめる際はステップS304に進み、パターン情報記憶部301に記憶されているパターンのうちのひとつが選択されると、そのパターンのズーム情報が相対倍率指令算出部103により相対倍率指令が算出される。その後の動作は第１の実施例と同様である。予め入力しておくパターンの例を図１１に示す。
【００５０】
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】
【００５１】
100  レンズ装置 
101  入力部 
102  ズーム情報記憶部 
103  相対倍率指令算出部 
104  繰り返しズームスイッチ 
105  レンズ位置検出部 
106  開始画角算出部 
107  絶対倍率指令算出部 
108  軌道算出部 
109  ズーム制御部 
110  レンズ駆動部
111  ズームレンズ群
112  経過時間測定タイマー
113  停止タイミング検出部
20１  最大倍率指令算出部
202  シフト演算部
203  電子ズーム倍率変動算出部
204  撮像素子
205  映像信号処理部
206  電子ズーム部
207  映像信号出力部
301  パターン情報記憶部
302  パターン選択スイッチ
【図１】
2012113019.tif 000005
【図２】
2012113019.tif 000006
【図３】
2012113019.tif 000007
【図４】
2012113019.tif 000008
【図５】
2012113019.tif 000009
【図６】
2012113019.tif 000010
【図７】
2012113019.tif 000011
【図８】
2012113019.tif 000012
【図９】
2012113019.tif 000013
【図１０】
2012113019.tif 000014
【図１１】
2012113019.tif 000015