(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する
レンズ制御装置。
【請求項２】
前記補正量記憶手段は、
前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも２個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの２個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項１記載のレンズ制御装置。
【請求項３】
前記補正量記憶手段は、前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも３個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項２記載のレンズ制御装置。
【請求項４】
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項１記載のレンズ制御装置。
【請求項５】
前記第１の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第２の原色信号は青の原色信号であり、
前記第３の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項１記載のレンズ制御装置。
【請求項６】
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する
レンズ制御装置。
【請求項７】
前記補正量記憶手段は、
前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも２個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの２個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項６記載のレンズ制御装置。
【請求項８】
前記補正量記憶手段は、前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも３個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項７記載のレンズ制御装置。
【請求項９】
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項６記載のレンズ制御装置。
【請求項１０】
前記第１の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第２の原色信号は青の原色信号であり、
前記第３の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項６記載のレンズ制御装置。
【請求項１１】
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する
撮像装置。
【請求項１２】
前記補正量記憶手段は、
前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも２個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの２個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項１１記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記補正量記憶手段は、前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも３個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項１２記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項１１記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第２の原色信号は青の原色信号であり、
前記第３の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項１１記載の撮像装置。
【請求項１６】
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する
撮像装置。
【請求項１７】
前記補正量記憶手段は、
前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも２個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの２個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項１６記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記補正量記憶手段は、前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも３個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項１７記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態は、前記鏡筒に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態は、前記鏡筒から前記フィルタを出した状態である
請求項１６記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記第１の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第２の原色信号は青の原色信号であり、
前記第３の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項１６記載の撮像装置。
【請求項２１】
光路上に移動可能に配置されたレンズと、フィルタと、前記レンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタが前記光路上の出し入れに係る第１の状態の場合に、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタが前記光路上の出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタが前記光路上の出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する
撮像装置。
【請求項２２】
前記補正量記憶手段は、
前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも２個のズームレンズ位置について記憶し、
該ズームレンズ位置のうちの２個は、前記ズームレンズが移動し得る両端の位置である
請求項２１記載の撮像装置。
【請求項２３】
前記補正量記憶手段は、前記第１比と第２比の大きさに係る複数の状態での補正量を、少なくとも３個のズームレンズ位置について記憶し、
前記補正手段は、ズームレンズ位置に対応する補正量を前記補正量記憶手段の記憶データに基づいて折れ線近似により求め、当該補正量で補正する
請求項２１記載の撮像装置。
【請求項２４】
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態は、前記光路上に前記フィルタを入れた状態であり、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態は、前記光路上から前記フィルタを出した状態である
請求項２１記載の撮像装置。
【請求項２５】
前記第１の原色信号は赤の原色信号であり、
前記第２の原色信号は青の原色信号であり、
前記第３の原色信号は緑の原色信号であり、
前記フィルタは赤外線遮断フィルタである
請求項２１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ディジタルＶＣＲ（Video Cassette Recorder ）、テレビジョンカメラ等に用いられるレンズ制御装置と撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像装置を一体に有するディジタルＶＣＲ等に使用される４群インナーフォーカス式のズームレンズシステムでは、ズームする、すなわち、ピントが合った状態を維持したまま、ズームレンズを移動させて画像の倍率を変化させるためには、フォーカスレンズを所定の軌跡に沿って移動させなければならない。
このような軌跡は、ズームトラッキング曲線と称される。
【０００３】
ズームトラッキング曲線は、一般に被写体までの距離によって変化する。
そこで、実際のレンズ制御では、代表的な数種類の距離における数本の代表的なズームトラッキング曲線を示すデータであるズームトラッキング曲線データを記憶手段に記憶しておき、代表的な距離以外の距離については、代表的な前記データに基づいてフォーカスレンズ位置を制御することが多い。
【０００４】
画質の向上または新たな機能付加等のため、４群インナーフォーカス式のズームレンズシステムの光路上に赤外線遮断フィルタ等のフィルタを出し入れする構成を付加することがある。
この場合、フィルタの屈折率が空気と異なる等の要因により、特に赤外線遮断フィルタでは該フィルタの通過光の波長が異なる等の要因により、フィルタの移動に伴ってレンズシステムの光学系としての性質が変化する。
このため、フィルタが光路上に配置されているときのズームトラッキング曲線データ、または光路外に配置されているときのズームトラッキング曲線データの何れか一方のみに基づいてフォーカスレンズ位置を制御すると、フィルタの配置によってピントずれが生じ、トラッキング特性が劣化し、レンズシステム全体の性能が却って低下することがある。
【０００５】
このようなレンズシステムの性能低下を防ぐ構成として、フィルタが光路上に配置されているときのズームトラッキング曲線データと光路外に配置されているときのズームトラッキング曲線データの両方をＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に記憶しておき、フィルタの配置に対応してズームトラッキング曲線データを切り換えて、フォーカスレンズを配置すべき位置を算出する構成が挙げられる。しかし、かかる構成では、記憶すべきデータ量が増大するため、記憶容量の大きい記憶手段が必要となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
レンズには色収差があり、可視光による焦点位置と赤外光による焦点位置とが異なるため、レンズに入射する入射光の成分によってピントずれが生じる。
フィルタが光路上に配置されている場合のズームトラッキング曲線データを記憶手段に記憶すると共に、フィルタが光路上に配置されていない場合のフォーカスレンズ位置の補正量を記憶手段に記憶し、該補正量によりフォーカスレンズ位置を補正する構成とすると、赤外光のみが入射した場合と、可視光のみが入射した場合と、可視光と赤外光とが混合した光が入射した場合等とで、補正量が異なることになる。
【０００７】
特開昭５９−１１６６２６号公報には、レンズ交換式カメラの焦点調整方法及びそれに用いる交換レンズの発明が開示されている。
このレンズ交換式カメラは、可視光と赤外光とによる焦点位置のずれ量に対応する信号を出力するため、ビームスプリッターの第１反射面を透過した可視光を受光する可視光専用の焦点検出部と、ビームスプリッターの第１反射面を反射して第２反射面を反射した赤外光を受光する赤外光専用の焦点検出部とを有して２つの焦点検出部が必要であり、また撮影レンズの焦点位置にはカメラのフィルム面が位置しており、複雑な構成である。
【０００８】
本発明の目的は、鏡筒にフィルタを出し入れする構造を有する撮像装置およびレンズ制御装置において、入射光の成分に応じてフォーカスレンズ位置を補正してピントを合わせることができる、簡易な構成の撮像装置およびレンズ制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のレンズ制御装置は、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する。
【００１０】
本発明のレンズ制御装置は、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と
を有する。
【００１１】
本発明の撮像装置では、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光して三原色信号を生成する撮像素子とを有する光学系と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する。
【００１２】
本発明の撮像装置では、
光路上に移動可能に配置されたズームレンズおよびフォーカスレンズと、鏡筒に出し入れされるフィルタと、前記フォーカスレンズからの光を受光する撮像素子とを有する光学系と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段と、
第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段と、
前記フィルタの出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号を生成する補正手段と、
前記補正位置信号に基づいて前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、
前記撮像素子の出力信号に基づいて映像信号を生成する映像信号生成手段と
を有する。
【００１３】
本発明のレンズ制御装置および撮像装置では、色正規化手段により第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とが得られる。
したがって、第１比には第１の原色信号と第３の原色信号の情報が組み込まれ、第２比には第２の原色信号と第３の原色信号の情報が組み込まれる。
補正量記憶手段には第１比と第２比の大きさに応じた補正量が予め記憶され、前記第１比と第２比の大きさに応じてフォーカスレンズ位置が補正される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
先ず、図１を参照して、一般に使用されている４群インナーフォーカス式のズームレンズシステムの一例を説明する。
このズームレンズシステムは、前玉レンズ１０と、ズームレンズ１１と、マスターレンズ１２と、フォーカスレンズ１３とを有し、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の撮像素子１５の受光面１４にフォーカスレンズ１３のピントを合わせるようになされる。
さらに、ズームレンズ１１を例えば図１（Ａ）から図１（Ｂ）に示すように移動させることで、フォーカスレンズ１３を所定のズームトラッキング曲線に沿って移動させることにより、ズームする、すなわち受光面１４にピントが合った状態を維持したまま画像の倍率を変化させることができる。
図中の符号ＢＡは光軸であり、符号ＢＢ，ＢＣは光路の境界である。
【００１５】
ズームトラッキング曲線は、被写体までの距離によって変化する。
したがって、ズームトラッキング曲線は、理論的には被写体までの距離に応じて無限個存在することになるが、実際には、以下のようにフォーカスレンズ位置が制御される。
すなわち、代表的な数種類の距離を設定し、これらの距離に対応する数本の代表的なズームトラッキング曲線データを所定の記憶手段に記憶しておき、代表的な距離として設定された以外の距離については、代表的なズームトラッキング曲線データに基づく計算によって得るようにする。
【００１６】
代表的なズームトラッキング曲線の一例を図２に示す。
ここで、各曲線Ａ２０，Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３，Ａ２４，Ａ２５，Ａ２６およびＡ２７は、それぞれ被写体距離が無限大，４ｍ，２ｍ，１ｍ，２０ｃｍ，５ｃｍ，２．２ｃｍ，１ｃｍでのズームトラッキング曲線を示している。
そして、被写体距離がこれらの距離と異なる場合には、これら８本のズームトラッキング曲線のデータに基づく計算によってフォーカスレンズ１３の位置が決定される。
【００１７】
次に、図３を参照して、撮像装置を一体に有するディジタルＶＣＲにこの発明を適用した本発明の一実施形態について説明する。
この撮像装置は、光路上に移動可能に配置されたズームレンズ１１およびフォーカスレンズ１３と、鏡筒１８に出し入れされるフィルタ９と、前記フォーカスレンズ１３からの光を受光する撮像素子１５とを有する光学系と、前記撮像素子１５からの出力信号に基づいて三原色信号を生成する三原色信号生成手段２０と、第１の原色信号と第３の原色信号との比である第１比と、第２の原色信号と前記第３の原色信号との比である第２比とを計算する色正規化手段３４と、前記フィルタ９の出し入れに係る第１の状態における、ズームレンズ位置と該ズームレンズ位置においてピントが合う時のフォーカスレンズ位置との関係を示す複数のズームトラッキング曲線データを予め記憶する記憶手段４２と、前記フィルタ９の出し入れに係る第２の状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量を予め記憶する補正量記憶手段４１と、前記フィルタ９の出し入れに係る第２の状態に移行した場合に、ズームレンズ位置に対応して前記ズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を、前記補正量記憶手段４１に記憶された前記補正量に基づいて補正して補正位置信号ＳＦを生成する補正手段５１と、前記補正位置信号ＳＦに基づいて前記フォーカスレンズ１３を移動させるフォーカスレンズ駆動手段５２と、前記撮像素子１５の出力信号に基づいて映像信号ＳＶを生成する映像信号生成手段とを有する。
【００１８】
また、前玉レンズ１０と、マスターレンズ１２とを鏡筒１８内に有しており、ズームレンズ１１の位置を検出する位置検出手段５３と、鏡筒１８におけるフィルタ９の有無を検出するスイッチであるフィルタ検出手段５４と、エンコーダ３１とエンコーダ３１が生成した映像信号ＳＶを記録する記録系３３と、表示装置３２とを有する。
三原色信号生成手段２０と、補正手段５１と、色正規化手段３４と、エンコーダ３１とは、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）を用いて構成される。
【００１９】
補正手段５１は、ユーザーの操作等によって供給されるズーム移動情報に基づいて、ズームレンズ駆動手段５５に指令を送る。ズームレンズ駆動手段５５は、この指令にしたがって図示しないモータを駆動してズームレンズ１１を移動させる。
補正手段５１は、位置検出手段５３からのズームレンズ１１の位置情報と、記憶手段４２に記憶されているズームトラッキング曲線データと、補正量記憶手段４１に記憶されている補正量等に基づいて、フォーカスレンズ１３を移動させるべき位置を計算し、計算結果に基づいてフォーカスレンズ駆動手段５２に補正位置信号ＳＦを送る。
フォーカスレンズ駆動手段５２は、この補正位置信号ＳＦにしたがって図示しないモータを駆動してフォーカスレンズ１３を移動させる。
【００２０】
撮像素子１５は、鏡筒１８を通って入射する光を電気信号に変換し、この電気信号を三原色信号生成手段２０に供給する。
三原色信号生成手段２０は、撮像素子１５からの電気信号に基づいて輝度信号Ｙとクロマ信号Ｉ，Ｑを生成する処理手段２１と、輝度信号Ｙとクロマ信号Ｉ，Ｑに基づいて三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する変換手段２２とを有する。
液晶表示装置等の表示装置３２は、三原色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに基づいて画像表示を行う。
【００２１】
エンコーダ３１は、輝度信号Ｙとクロマ信号Ｉ，Ｑに基づいて映像信号ＳＶを生成し、記録系３３に供給する。
記録系３３は、映像信号ＳＶを磁気ヘッド等の書込手段によって磁気テープ等の記録媒体に対して記録する。
処理手段２１とエンコーダ３１は、映像信号生成手段を構成する。
表示装置３２は、映像信号ＳＶに基づいて画像表示を行う構成としてもよい。
【００２２】
ところで、画質を更に向上させる、または、新たな機能を付加する等の目的で、鏡筒１８にフィルタ９を出し入れすることがある。
このようなフィルタ９としては、絞りの回折現象による画質劣化を防ぐためのＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）や、レンズを高感度にするための赤外線遮断フィルタ等がある。
【００２３】
このようなフィルタの屈折率が空気と異なる等の要因および色収差により、フィルタ９の出し入れによってレンズシステムの光学系としての性質が変化するので、図４に示すようにフィルタ９の出し入れによってズームトラッキング曲線が変化する。
図４において、曲線Ａ４０はフィルタ９を出したときのズームトラッキング曲線を示し、曲線Ｂ４０はフィルタ９を入れたときのズームトラッキング曲線を示す。
【００２４】
このため、フィルタ９を出したときのズームトラッキング曲線データまたは入れたときのズームトラッキング曲線データの何れか一方のみを記憶し、記憶したデータに基づいてフォーカスレンズ１３の位置制御を行うようにすると、フィルタ９の出し入れを行うことにより、フォーカスレンズ位置の補正を行わない場合はピントずれが生じる。
また、図５に示すように、フィルタ９を出し入れした場合に、レンズに入射する光の成分によっても、ズームレンズ位置に対応するピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量が異なる。
図５では、フィルタ９が赤外線遮断フィルタであって、フィルタ９を鏡筒１８に入れた状態からフィルタ９を出した状態に移行した場合の、フォーカスレンズ位置の補正量を示している。フィルタ９を出した状態での入射光が、赤外光のみの場合と、赤外光と可視光が混ざった光の場合と、可視光のみの場合と、について示している。
【００２５】
補正量記憶手段４１は、前記フィルタ９を出した状態に移行した場合に生じる色収差によるピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置の補正量であって、前記第１比と第２比の大きさに応じた補正量ｆｃを予め記憶する。
例えば、第１比は、赤の原色信号（Ｒ）と緑の原色信号（Ｇ）との比（Ｒ／Ｇ）とする。
例えば、第２比は、青の原色信号（Ｂ）と緑の原色信号（Ｇ）との比（Ｂ／Ｇ）とする。
また、図６に示すように、第１比（Ｒ／Ｇ）と第２比（Ｂ／Ｇ）の大きさに応じて、複数の状態を定めておく。図６では、可視光領域と赤外光領域の２つの状態に区分しており、入射光における可視光の割合と赤外光の割合の何れが多いかを推定したものである。第１比（Ｒ／Ｇ）には、赤の原色信号（Ｒ）と緑の原色信号（Ｇ）の情報が組み込まれており、第２比（Ｂ／Ｇ）には、青の原色信号（Ｂ）と緑の原色信号（Ｇ）の情報が組み込まれている。
【００２６】
補正手段５１は、図７のフローチャートに示すように、ステップＦ１では色正規化手段３４が生成した第１比（Ｒ／Ｇ）と第２比（Ｂ／Ｇ）の大きさに基づいて、入射光は可視光領域の光か、赤外光領域の光かを判定する。
【００２７】
入射光が可視光領域の光の場合は、ステップＦ２で、計算に用いる補正量ｆｃ０〜ｆｃ３を、ズームレンズ位置ｚｍ０〜ｚｍ３でのフォーカスレンズ位置の補正量ｆcb０〜ｆcb３とする。
入射光が赤外光領域の光の場合は、ステップＦ３で、計算に用いる補正量ｆｃ０〜ｆｃ３を、ズームレンズ位置ｚｍ０〜ｚｍ３でのフォーカスレンズ位置の補正量ｆcr０〜ｆcr３とする。
補正量ｆcb０〜ｆcb３と補正量ｆcr０〜ｆcr３は、実測もしくはシミュレーションの結果により予め補正量記憶手段４１に記憶させる。
【００２８】
折れ線近似の一例について、図８を参照して説明する。
図８では、４個のズームレンズ位置ｚｍ０〜ｚｍ３について、フィルタ９を出した時にピントを合わせるために必要とされる補正量ｆｃ０〜ｆｃ３に基づく折れ線によって、任意のズームレンズ位置についての補正量を定めている。
【００２９】
すなわち、４点（ｚｍ０，ｆｃ０）、（ｚｍ１，ｆｃ１）、（ｚｍ２，ｆｃ２）および（ｚｍ３，ｆｃ３）を順に直線で結ぶことによって得られる折れ線によって、任意のズームレンズ位置において、フィルタ９を出した時の実際の補正量を近似する。
そして、かかる折れ線から任意のズームレンズ位置ｚｍにおいて補正量を読み取り、読み取った補正量を、ズームレンズ位置に対応して記憶しているズームトラッキング曲線データを用いて得られるフォーカスレンズ位置に加えることによって、フォーカスレンズ位置を補正する。
図８に示すように、かかる折れ線近似による近似が充分に良い精度を有するので、ピントずれを解消するようなフォーカスレンズ位置を求めることができる。
【００３０】
図８では、４個のズームレンズ位置ｚｍ０〜ｚｍ３と各位置における補正量とが予め記憶されているとしたが、一般に（Ｎ＋１）個のズームレンズ位置ｚｍ（０）〜ｚｍ（Ｎ）とそれらの位置における補正量ｆｃ（０）〜ｆｃ（Ｎ）が記憶されている場合では、任意のズームレンズ位置ｚｍX について次式のような計算によってその位置における補正量ｆｃx を算出することができる。
ｆｃx ＝ｆｃ（Ｍ）＋｛ｚｍX −ｚｍ（Ｍ）｝×｛ｆｃ（Ｍ＋１）−ｆｃ（Ｍ）｝／｛ｚｍ（Ｍ＋１）−ｚｍ（Ｍ）｝……（１）
ここで、ｚｍ（Ｍ）≦ｚｍX ≦ｚｍ（Ｍ＋１）であり、０≦Ｍ＜Ｍ＋１≦Ｎである。
【００３１】
このようにして求められる補正量ｆｃx に基づいてフォーカスレンズ位置制御を行えば、ピントを合わせることができる。
さらに、ｚｍ０を広角端とし、ｚｍ３を望遠端とし、ズームレンズが移動し得る両端の位置とすれば、フォーカスレンズ位置の補正を行うためには、ズームレンズ位置２個と、フォーカスレンズ位置４個の計６個のデータをズームトラッキング曲線データと共に記憶しておくだけでよい。
したがって、入射光の成分に応じてズームトラッキング曲線データを記憶する場合に比べて、記憶するデータ量を減らすことができる。
【００３２】
ここでは、４個の基本的なズームレンズ位置を用いる場合について説明したが、一般的には折れ線近似が充分な精度を有するのに必要な個数のズームレンズ位置を用いるようにすればよい。
より、具体的には、補正エラー量、すなわち実際の補正量と折れ線近似によって計算された補正量との差分が焦点深度内に収まるように、ズームレンズ位置の個数を定めればよい。
２個の基本的なズームレンズ位置、例えばズームレンズ１１が移動し得る両端の位置を用いて直線近似を行い、補正量を求める構成としてもよい。
３個の基本的なズームレンズ位置を用いて折れ線近似を行い、補正量を求める構成としてもよい。当該３個の基本的なズームレンズ位置のうちで２個の基本的なズームレンズ位置は、ズームレンズ１１が移動し得る両端の位置とするのが好ましい。
【００３３】
次に、図９のフローチャートを参照してフィルタを出したときの補正方法を説明する。
ここでは、ズームレンズ位置ｚｍ０〜ｚｍ３を用い、ｚｍ０を広角端とし、ｚｍ３を望遠端としている。
【００３４】
ステップＦ１１では、位置検出手段５３によるズームレンズ１１の検出位置がｚｍ１よりも広角側にあるか否かを判定する。
検出位置がｚｍ１よりも広角側にある場合はステップＦ１２に移行し、それ以外の場合はステップＦ１３に移行する。
【００３５】
ステップＦ１２では、ｚｍ０，ｚｍ１，ｆｃ０およびｆｃ１の値を記憶手段としてのテンポラリーＲＡＭ（Random Access Memory）または計算用のレジスタなどに保持してステップＦ１６に移行する。
ステップＦ１６では、式（１）を用いて折れ線近似による補正量の計算を行う。
【００３６】
ステップＦ１３では、位置検出手段５３の検出位置が、ｚｍ２より広角側にあるか否かを判定する。
ｚｍ２より広角側にある場合はステップＦ１４に移行し、その他の場合はステップＦ１５に移行する。
ステップＦ１４では、ｚｍ１，ｚｍ２，ｆｃ１およびｆｃ２の値を記憶手段としてのテンポラリーＲＡＭ等に保持してステップＦ１６に移行する。
ステップＦ１５では、ｚｍ２，ｚｍ３，ｆｃ２およびｆｃ３の値を記憶手段としてのテンポラリーＲＡＭ等に保持してステップＦ１６に移行する。
【００３７】
ステップＦ１６に移行した時点では、テンポラリーＲＡＭ等に式（１）の計算を行うためのデータが保持されているので、ステップＦ１６では式（１）に従って補正量が計算される。
ステップＦ１７では、フィルタ９を鏡筒１８に入れた状態か否かを、フィルタ検出手段５４の出力信号から判定する。
フィルタ９を出した状態の場合は、ステップＦ１８に移行し、ステップＦ１６で計算した補正量を、位置検出手段５３の検出位置に対応してズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置に加えることにより、補正されたフォーカスレンズ位置を算出して該位置を示す補正位置信号ＳＦを生成する。
フィルタ９を入れた状態の場合は、ステップＦ１９に移行し、位置検出手段５３の検出位置に対応してズームトラッキング曲線データから求まるフォーカスレンズ位置を示す補正位置信号ＳＦを生成する。
【００３８】
上記のフローチャートでは、ステップＦ１６で補正量を算出してから、ステップＦ１７でフィルタ９を入れた状態か否かを判定しているが、フィルタ９を出した状態であることを確認してから、補正量の計算にかかる手順をスタートする構成としてもよい。
【００３９】
ズームトラッキング曲線データおよび複数個のズームレンズ位置におけるフィルタ９の出し入れに伴う補正に係るデータは、ＣＰＵ内のＲＯＭに記憶してもよく、ＥＥＰＲＯＭ（Electrical Erasable Programmable  ＲＯＭ）など、記憶内容を容易に変更できる記憶手段に記憶してもよい。
後者では、例えば性能を変更するなどの理由でレンズまたはフィルタを変える場合等に、補正量を算出するために予め記憶しておく必要があるデータを変更することが容易となる。
【００４０】
図３では、レンズ制御装置は、フィルタ９と前玉レンズ１０とズームレンズ１１とマスターレンズ１２とフォーカスレンズ１３と鏡筒１８と撮像素子１５と三原色信号生成手段２０と色正規化手段３４と補正量記憶手段４１と記憶手段４２と補正手段５１とフォーカスレンズ駆動手段５２と位置検出手段５３とズームレンズ駆動手段５５とフィルタ検出手段５４とを有して構成される。
【００４１】
図１０は、本発明の撮像装置の他の一実施形態を示すブロック図である。
この撮像装置では、撮像素子１５の出力信号を三原色信号生成手段２０に供給すると共に、色正規化手段３５に供給し、色正規化手段３５は撮像素子１５の出力信号に基づいて第１比および第２比を計算する。
図１０の撮像装置では、図３の撮像装置と同一構成部分は同一符号を付しており、同一構成部分の説明を省略する。
【００４２】
図１０では、レンズ制御装置は、フィルタ９と前玉レンズ１０とズームレンズ１１とマスターレンズ１２とフォーカスレンズ１３と鏡筒１８と撮像素子１５と色正規化手段３５と補正量記憶手段４１と記憶手段４２と補正手段５１とフォーカスレンズ駆動手段５２と位置検出手段５３とズームレンズ駆動手段５５とフィルタ検出手段５４とを有して構成される。
【００４３】
上述した本発明の実施形態は、撮像装置を一体に有するディジタルＶＣＲに本発明を適用したものであるが、本発明に係るレンズ制御装置および撮像装置は、フォーカスレンズおよびズームレンズを有するレンズシステムを使用する種々の装置に適用することができ、テレビジョンカメラにも適用することができる。記憶手段４２と補正量記憶手段４１は１個の記憶手段にまとめてもよい。
【００４４】
フィルタ９を入れた状態から出した状態に移行した場合について詳しく述べたが、フィルタ９を出した状態から入れた状態に移行した場合についても上記と同様に撮像装置を構成することができ、記憶手段４２にはフィルタ９を出した状態でのズームトラッキング曲線データを予め記憶すればよい。
撮像素子１５としては、三原色信号を生成する撮像素子を用いてもよい。
第１比および第２比により、可視光領域と赤外光領域の２つの領域に区分する例を示したが、さらに細かく区分し、一例として可視光領域と、可視光領域と赤外光領域の中間領域と、赤外光領域の３つの領域に区分して該３つの領域の補正量を補正量記憶手段に記憶してもよい。
【００４５】
図３と図１０では、鏡筒１８内において、前玉レンズ１０の手前にフィルタ９を配置しているが、フィルタ９の配置はこの位置に限らず、前玉レンズ１０とズームレンズ１１との間に配置してもよく、ズームレンズ１１とマスターレンズ１２との間に配置してもよく、マスターレンズ１２とフォーカスレンズ１３との間に配置してもよく、フォーカスレンズ１３と受光面１４との間に配置してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明のレンズ制御装置および撮像装置によれば、第１比および第２比によりフォーカスレンズ位置を補正することができ、レンズの色収差に対して三原色信号の各成分を加味した補正を行うことができる。
本発明のレンズ制御装置および撮像装置では、三原色信号を生成する撮像素子と、該三原色信号から第１比および第２比を計算する色正規化手段とを備えることで、第１比および第２比の精度を高めることができ、補正の精度を高めることができると共に、該撮像素子が生成した三原色信号を信号処理することで簡潔な構成とすることができる。
また、本発明のレンズ制御装置および撮像装置では、１個の撮像素子を用いて色収差によるピントずれを解消するようにしており、構成が簡潔である。
【図面の簡単な説明】
【図１】レンズシステムの一例を示す説明図である。
【図２】種々の被写体距離についてズームトラッキング曲線の一例を示す図である。
【図３】本発明の撮像装置およびレンズ制御装置の例を説明するブロック図である。
【図４】フィルタの出し入れに起因して生じる、ズームトラッキング曲線の変化を説明する説明図である。
【図５】フィルタの出し入れに起因して生じる、ズームレンズ位置とこれに対応するフォーカスレンズ位置の補正量との関係を、入射光の成分に応じて示した説明図である。
【図６】第１比と第２比の大きさに係る複数の状態を説明する説明図である。
【図７】フォーカスレンズ位置の補正ルーチンを説明するフローチャートである。
【図８】フィルタの出し入れに起因して生じるフォーカスレンズ位置の補正量の一例、および折れ線近似の一例を説明する説明図である。
【図９】フォーカスレンズ位置の補正ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の撮像装置およびレンズ制御装置の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
９…フィルタ、１０…前玉レンズ、１１…ズームレンズ（バリエータ）、１２…マスターレンズ、１３…フォーカスレンズ、１４…受光面、１５…撮像素子、１８…鏡筒、２０…三原色信号生成手段、２１…処理手段、２２…変換手段、３１…エンコーダ、３２…表示装置、３３…記録系、３４、３５…色正規化手段、４１…補正量記憶手段、４２…記憶手段、５１…補正手段、５２…フォーカスレンズ駆動手段、５３…位置検出手段、５４…フィルタ検出手段、５５…ズームレンズ駆動手段、Ｂ…青の原色信号、ＢＡ…光軸、ＢＢ，ＢＣ…光路の境界、Ｇ…緑の原色信号、Ｉ，Ｑ…クロマ信号、Ｒ…赤の原色信号、ＳＦ…位置補正信号、ＳＶ…映像信号、Ｙ…輝度信号。
【図１】
0003982052.tif 000002
【図２】
0003982052.tif 000003
【図３】
0003982052.tif 000004
【図４】
0003982052.tif 000005
【図５】
0003982052.tif 000006
【図６】
0003982052.tif 000007
【図７】
0003982052.tif 000008
【図８】
0003982052.tif 000009
【図９】
0003982052.tif 000010
【図１０】
0003982052.tif 000011