(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影に使用する光の波長領域が異なる複数の撮影モードを選択可能にしたレンズシステムであって、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、標準の撮影モードが選択されている場合には、フランジバック調整用レンズの設定位置を調整することによりフランジバック調整が可能なレンズシステムにおいて、
前記標準の撮影モードと異なる撮影モードが選択されている場合において、前記フランジバック調整用レンズの設定位置を補正することにより、前記フォーカスレンズの各設定位置に対してピントが合う被写体までの被写体距離を、前記標準の撮影モードの選択時における被写体距離に一致させるフランジバック調整用レンズ補正手段を備えたことを特徴とするレンズシステム。
【請求項２】
前記フランジバック調整用レンズ補正手段は、前記フォーカスレンズの位置に基づいて前記フランジバック調整用レンズの補正量を求め、前記標準の撮影モードの選択時においてフランジバック調整された前記フランジバック調整用レンズの設定位置に対して前記補正量分だけ補正した位置に前記フランジバック調整用レンズを移動させることを特徴とする請求項１のレンズシステム。
【請求項３】
前記レンズ装置にズーム倍率調整用のズームレンズが備えられている場合において、前記フランジバック調整用レンズ補正手段は、前記フォーカスレンズの位置及び前記ズームレンズの位置に基づいて前記補正量を求めることを特徴とする請求項２のレンズシステム。
【請求項４】
前記標準の撮影モードは、可視光の波長領域を使用して撮影を行うモードであり、前記標準の撮影モードと異なる撮影モードは、近赤外の波長領域を使用して撮影を行うモードであることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１のレンズシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズシステムに係り、特に、撮影に使用する光の波長領域が異なる複数の撮影モードの切替えが可能なレンズシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレビカメラ等に使用されるレンズ装置は、可視光領域での通常の撮影に使用される場合の他に、近赤外領域での撮影に使用される場合がある。このような場合に可視光領域での撮影を前提に設計されたレンズ装置をそのまま近赤外領域での撮影に使用すると、フォーカスレンズの各設定位置に対する被写体距離が可視光領域での撮影の場合と異なり、フォーカス操作が行い難くなるという問題がある。また、ピントを合わせることができる被写体距離の範囲が可視光領域での撮影の場合に比べて狭くなるという問題もある。
【０００３】
このため、このような問題が生じないように１つのレンズ装置を可視光領域と近赤外領域とで兼用する場合には次のような対策が採られている。第１の方法として、レンズに蛍石やＥＤガラスなどの異常分散ガラスを用いることで光学的に近赤外領域まで色収差を少なくする方法が知られている。第２の方法として、使用する近赤外領域の波長ごとに補正する光学系（レンズ・プリズム）を挿入する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記第１の方法では、使用する波長領域の全域で使用でき、使い勝手が最も良いが、蛍石やＥＤガラスを各所に用いる必要があるためレンズが高価になるという問題があった。また、第２の方法では、使用する波長領域ごとに補正レンズを持たなくてはならず、使用する波長領域の選択数が多くなればその分だけ各波長領域に対応した補正レンズが必要となり高価になると共に、補正レンズの種類にも制限があるため自ずと使用できる波長領域の選択数に制限が生じるという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数の波長領域での撮影において適切に使用することができるようにすると共に、撮影に使用する波長領域を切り替えるための特別な構造を必要とせず、安価で、且つ、使用できる波長領域の選択数の制限を大幅に緩和することができるレンズシステムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮影に使用する光の波長領域が異なる複数の撮影モードを選択可能にしたレンズシステムであって、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、標準の撮影モードが選択されている場合には、フランジバック調整用レンズの設定位置を調整することによりフランジバック調整が可能なレンズシステムにおいて、前記標準の撮影モードと異なる撮影モードが選択されている場合において、前記フランジバック調整用レンズの設定位置を補正することにより、前記フォーカスレンズの各設定位置に対してピントが合う被写体までの被写体距離を、前記標準の撮影モードの選択時における被写体距離に一致させるフランジバック調整用レンズ補正手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明によれば、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）を、標準の撮影モード時にはフランジバック調整用として使用し、他の撮影モード時には、フォーカスレンズの各設定位置に対する被写体距離が標準の撮影モード時と一致するように補正する補正用のレンズとして使用することにより、複数の波長領域での撮影に適切に使用することができると共に、撮影に使用する波長領域を切り替えるための特別な構造が不要であるため安価である。また、フランジバック調整用レンズで補正可能な範囲では所望の波長領域での撮影が可能であるため、波長領域の選択数の制限も大幅に低減される。
【０００８】
請求項２に記載のように、前記フランジバック調整用レンズ補正手段は、前記フォーカスレンズの位置に基づいて前記フランジバック調整用レンズの補正量を求め、前記標準の撮影モードの選択時においてフランジバック調整された前記フランジバック調整用レンズの設定位置に対して前記補正量分だけ補正した位置に前記フランジバック調整用レンズを移動させるものとすることにより、フォーカスレンズの各設定位置に対する被写体距離をいずれの波長領域での撮影においても一致させることができる。
【０００９】
また、請求項３に記載のように、前記レンズ装置にズーム倍率調整用のズームレンズが備えられている場合において、前記フランジバック調整用レンズ補正手段は、前記フォーカスレンズの位置及び前記ズームレンズの位置に基づいて前記補正量を求めるものとすることにより、ズーム倍率が変更可能な場合であってもフォーカスレンズの各設定位置に対する被写体距離をいずれの波長領域での撮影においても一致させることができる。
【００１０】
請求項４の記載は、前記標準の撮影モードは、可視光の波長領域を使用して撮影を行うモードであり、前記標準の撮影モードと異なる撮影モードは、近赤外の波長領域を使用して撮影を行うモードであることに限定したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付に従って本発明に係るレンズシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１２】
図１は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示した図である。同図に示すレンズシステムは、テレビカメラ本体に装着されるレンズ装置１０と、ＲＳ２３２Ｃ等の通信手段によりレンズ装置１０に接続されるパソコン１２とから構成されている。
【００１３】
レンズ装置１０内に配置される撮影レンズ１４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の撮像面に結像される。
【００１４】
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。
【００１５】
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。尚、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。
【００１６】
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領域による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。
【００１７】
また、レンズ装置１０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や、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が設置される。更にレンズ装置１０にはＣＰＵ１６が内蔵されており、上記各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ＴＭはＣＰＵ１６から出力される駆動信号により駆動されると共に、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ＣＰＵ１６に入力されるようになっている。ＣＰＵ１６が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。
【００１８】
パソコン１２は、ユーザの操作、設定に基づいて上記レンズ装置１０のＣＰＵ１６に対して、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のそれぞれの設定位置又は移動速度を指令する指令信号を送信する。この指令信号に基づいてＣＰＵ１６が各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、ＴＭを駆動することにより、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がパソコン１２の指令信号により指令された設定位置又は移動速度に設定される。
【００１９】
尚、レンズ装置１０に指令信号を送信する装置として本システムではパソコン１２を用いたが、パソコン１２に限らず専用のコントローラ等を用いてもよい。
【００２０】
ところで、上記レンズシステムでは、撮影に使用する光の波長領域が異なる複数の撮影モードのうちから所望の撮影モードを選択することができるようになっており、レンズ装置１０の所定位置にその撮影モードを指定するための設定スイッチ１８が設けられている。操作者がこの設定スイッチ１８によって所望の撮影モードを選択すると、その選択した撮影モードがＣＰＵ１６により検出されるようになっている。
【００２１】
ここで、撮影モードについて説明すると、撮影モードには、大きく分けて、可視光の波長領域の光により通常の撮影を行う場合の標準の撮影モード（以下、標準撮影モードという）と、近赤外の波長領域の光により撮影を行う場合の近赤外の撮影モード（以下、近赤外撮影モードという）とがある。更に近赤外撮影モードには、９５０ｎｍを主要波長とする波長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（９５０）撮影モードという）と、８５０ｎｍを主要波長とする波長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（８５０）撮影モードという）と、８３０ｎｍを主要波長とする波長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（８３０）撮影モードという）とがある。
【００２２】
上記トラッキングレンズＴＬは、標準撮影モードの選択時において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、標準撮影モード時の撮影ではそのフランジバック調整位置に固定される。
【００２３】
一方、近赤外撮影モードの選択時では、パソコン１２から標準撮影モード時と同じ被写体距離（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）の設定が指令された場合であっても、使用する波長領域が標準撮影モード時と異なるために焦点位置が標準撮影モード時と異なる。そのため、近赤外撮影モードでは、パソコン１２から指令された被写体距離と、その指令に基づいて設定したフォーカスレンズＦＬの設定位置における近赤外領域での被写体距離とが異なるという不具合が生じる。また、このようなずれが生じると撮影できる被写体距離の範囲が標準撮影モード時よりも狭くなるという不具合が生じる。
【００２４】
そこで、レンズ装置１０のＣＰＵ１６は、近赤外撮影モード時においては、フォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬをパソコン１２から指令された被写体距離及びズーム倍率に対応する位置に設定する一方で、フォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの設定位置に基づいてトラッキングレンズＴＬの設定位置を自動で補正し、近赤外領域での被写体距離をパソコン１２から指令された被写体距離に一致させるようにしている。即ち、近赤外撮影モード時の撮影では、近赤外撮影モード時の被写体距離と通常撮影モード時の被写体距離とが同一のフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの設定位置に対して一致するようにトラッキングレンズＴＬの設定位置が適宜変更される。
【００２５】
上述のように近赤外撮影モード時におけるトラッキングレンズＴＬの補正位置に関するデータは、図２に示すようなデータテーブルで表される補正データによって事前に作成される。図２のデータテーブルは例えば、近赤外（９５０）撮影モード時のもので、行見出しには、フォーカスレンズＦＬの設定位置に対応した被写体距離の値、即ち、パソコン１２から指令され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の設定位置に対応したズーム倍率の値、即ち、パソコン１２から指令されるズーム倍率の値が示されている。表中の各欄には、各被写体距離及びズーム倍率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いて調整された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を結像面側に変位させ、負の値の場合には、トラッキングレンズＴＬを対物側に変位させることを意味している。尚、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。
【００２６】
図２のような補正データは、各波長領域の近赤外撮影モード（近赤外（９５０）撮影モード、近赤外（８５０）撮影モード、近赤外（８３）撮影モード）ごとに事前に生成され、ＣＰＵ１６により読取可能なレンズ装置１０内のメモリ２０（ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）に格納される。尚、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）事前に各近赤外撮影モードの補正データを取得してレンズ装置１０内のメモリ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補正データのみをパソコン１２から取得してレンズ装置１０内のメモリに書き込むようにしてもよい。更に、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。
【００２７】
図４は、ＣＰＵ１６におけるトラッキングレンズＴＬの補正についての処理手順を示したフローチャートである。まず、ＣＰＵ１６は、設定スイッチ１８の状態を読み込み、その状態に基づいて撮影モードを設定する（ステップＳ１０）。次いで、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の現在位置をそれぞれポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰ、ＴＰから読み込む（ステップＳ１２）。
【００２８】
次に、上記ステップＳ１０で設定した撮影モードが９５０ｎｍの波長領域による近赤外（９５０）撮影モードか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、ＹＥＳと判定した場合、９５０ｎｍ用の補正データから、ステップＳ１２において検出したフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置（被写体距離及びズーム倍率）に対応した補正データを読み出す（ステップＳ１６）。ここで、図２のようなデータテーブルの補正データにおいて、フォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置に対応する補正データが記録されていない場合には、その現在位置周辺の補正データを読み出す。そして、トラッキングレンズＴＬの補正量を補完計算により算出する（ステップＳ２６）。尚、フォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置に対応する補正データが記録されている場合には補完計算は不要である。ＣＰＵ１６は、このようにして補正データにより得たトラッキングレンズＴＬの補正量をバックラッシュ調整位置に加算して補正位置を求め、その補正位置にトラッキングレンズＴＬを移動させるための駆動信号をモータＴＭに出力する（ステップＳ２８）。
【００２９】
一方、上記ステップＳ１４においてＮＯと判定した場合、ＣＰＵ１６は、上記ステップＳ１０で設定した撮影モードが８５０ｎｍの波長領域による近赤外（８５０）撮影モードか否かを判定する（ステップＳ１８）。ここで、ＹＥＳと判定した場合、上述と同様に８５０ｎｍ用の補正データから、ステップＳ１２において検出したフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置（被写体距離及びズーム倍率）に対応した補正データを読み出す（ステップＳ２０）。また、フォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置に対応する補正データが記録されていない場合には、その現在位置周辺の補正データを読み出す。そして、トラッキングレンズＴＬの補正量を補完計算により算出する（ステップＳ２６）。ＣＰＵ１６は、このようにして補正データにより得たトラッキングレンズＴＬの補正量をバックラッシュ調整位置に加算して補正位置を求め、その補正位置にトラッキングレンズＴＬを移動させるための駆動信号をモータＴＭに出力する（ステップＳ２８）。
【００３０】
更に、上記ステップＳ１８においてＮＯと判定した場合、ＣＰＵ１６は、上記ステップＳ１０で設定した撮影モードが８３０ｎｍの波長領域による近赤外（８３０）撮影モードか否かを判定する（ステップＳ２２）。ここで、ＹＥＳと判定した場合、上述と同様に８３０ｎｍ用の補正データから、ステップＳ１２において検出したフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置（被写体距離及びズーム倍率）に対応した補正データを読み出す（ステップＳ２４）。また、フォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬの現在位置に対応する補正データが記録されていない場合には、その現在位置周辺の補正データを読み出す。そして、トラッキングレンズＴＬの補正量を補完計算により算出する（ステップＳ２６）。ＣＰＵ１６は、このようにして補正データにより得たトラッキングレンズＴＬの補正量をバックラッシュ調整位置に加算して補正位置を求め、その補正位置にトラッキングレンズＴＬを移動させるための駆動信号をモータＴＭに出力する（ステップＳ２８）。
【００３１】
一方、上記ステップＳ２２においてＮＯと判定した場合には、撮影モードは標準撮影モードであるため、トラッキングレンズＴＬをフランジバック調整位置で停止させておく。
【００３２】
以上の処理を繰り返すことにより、近赤外撮影モードにおける被写体距離がパソコン１２から指令された被写体距離に一致するようになると共に、撮影モードにかかわらずフォーカスレンズＦＬの各設定位置に対する被写体距離が一致する。
【００３３】
以上、上記実施の形態では、近赤外撮影モードにおいてレンズ装置１０のＣＰＵ１６がトラッキングレンズＴＬの補正量を求め、トラッキングレンズＴＬの補正位置を制御するようにしたが、これと同様の処理をパソコン１２により行い、パソコン１２からの指令信号によりトラッキングレンズＴＬを補正位置に移動させるようにしてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、被写体距離及びズーム倍率を考慮してトラッキングレンズＴＬの補正位置を求めるようにしたがアイリスＩによる絞り位置も考慮してトラッキングレンズＴＬの補正位置を求めるようにしてもよい。
【００３５】
また、上記実施の形態では、トラッキングレンズＴＬの補正量を、ポテンショメータＦＰ、ＺＰから検出される実際の設定位置に基づいて求めるようにしたが、パソコン１２等から与えられる指令信号に基づいて求めるようにしてもよい。
【００３６】
また、上記実施の形態では、トラッキング調整位置が固定される標準撮影モードは、可視光領域の光により撮影を行う場合の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場合の撮影モードを標準の撮影モードとしてもよい。また、選択可能は波長領域は、上記実施の形態に示した場合に限らず、所望の波長領域を選択可能にすることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態では、標準撮影モード以外の撮影モード（撮影に使用する波長領域）ごとに図２のような補正データを事前に作成するようにしたが、必ずしも撮影モードごとに補正データを事前に作成する必要はなく、幾つかの撮影モードの補正データを事前に作成しておき、補正データのない撮影モードが選択された場合には、他の撮影モードでの補正データを使用して補完演算等を行い、選択された撮影モードに対応する補正データ（トラッキングレンズＴＬの補正量）を適宜求めるようにしてもよい。このようにすると撮影モードとして選択可能な波長領域を大幅に増加させることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のレンズシステムによれば、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）を、標準の撮影モード時にはフランジバック調整用として使用し、他の撮影モード時には、フォーカスレンズの各設定位置に対する被写体距離が標準の撮影モード時と一致するように補正する補正用のレンズとして使用することにより、複数の波長領域での撮影に適切に使用することができると共に、撮影に使用する波長領域を切り替えるための特別な構造が不要であるため安価である。また、フランジバック調整用レンズで補正可能な範囲では所望の波長領域での撮影が可能であるため、波長領域の選択数の制限も大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示した図である。
【図２】図２は、近赤外撮影モード時におけるトラッキングレンズＴＬの補正量を求めるため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３は、図２の補正データをグラフ表示により示した図である。
【図４】図４は、レンズ装置のＣＰＵにおけるトラッキングレンズの補正についての処理手順を示した図である。
【符号の説明】
１０…レンズ装置、１２…パソコン、１４…撮影レンズ、１６…ＣＰＵ、１８…設定スイッチ、２０…メモリ、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】
0003997471.tif 000002
【図２】
0003997471.tif 000003
【図３】
0003997471.tif 000004
【図４】
0003997471.tif 000005