(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像情報を担持した光束を色分解する色分解プリズムを搭載してなるテレビカメラ本体の前段に取り付けられる複数のレンズ群を有してなるテレビレンズにおいて、
前記複数のレンズ群の所定のレンズ間位置に配された、前記被写体像情報を担持した光束を前記テレビカメラ本体とは異なる方向に導く反射ミラーと、該反射ミラーにより前記テレビカメラ本体とは異なる方向に導かれた光束を照射され、前記被写体像の静止画像を撮像するスチル画像用撮像素子とを備え、
前記反射ミラーと該スチル画像用撮像素子との間に、前記複数のレンズ群のうち前記反射ミラーの後段に位置するレンズ部と同一形状、同一材質で形成されたスチル画像用レンズ部と、前記スチル画像用撮像素子に入射する光束に対し、前記色分解プリズムに入射した光束の該プリズム内における光路長と略等価な光路長を与える光学ブロックとを配設してなることを特徴とするスチル撮影機能付テレビレンズ。
【請求項２】
前記反射ミラーがハーフミラーであることを特徴とする請求項１記載のスチル撮影機能付テレビレンズ。
【請求項３】
前記反射ミラーが全反射ミラーであって、前記光束をテレビカメラ本体にそのまま入射せしめる第１のミラー位置と前記光束を前記スチル画像用撮像素子に導く第２のミラー位置との２位置の間を移動可能とされていることを特徴とする請求項１記載のスチル撮影機能付テレビレンズ。
【請求項４】
前記光学ブロックが、前記反射ミラーによる像姿勢の反転を元に戻す機能を有する光学プリズムであることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のスチル撮影機能付テレビレンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチル撮影機能付テレビレンズに関し、詳しくは色分解プリズムを搭載した放送用テレビカメラ等のカメラ本体に取付可能なスチル撮影機能付テレビレンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、放送用のテレビカメラ等では、高画質のカラー画像を得るため、３色分解プリズムと、分解された各色光による被写体情報を得るための各色光に対応したＣＣＤをテレビカメラ本体に搭載し、さらにこのテレビカメラ本体の前段に、例えばズームレンズやマクロレンズ等、用途に応じた各種レンズが取付可能となるように構成されている。
【０００３】
ところで、スポーツのテレビ中継あるいは結婚披露宴のビデオ撮影を行っている最中に、例えば得点ゴールの場面やウェディングケーキカットの場面等のハイライトシーンを、そのテレビカメラ（ビデオカメラも含む；以下同じ）により静止画像として電気的に記録しておきたいという要望がある。
【０００４】
このような要望に対し、テレビカメラによって電気的に撮像された動画の一駒を静止画像として用いることも考えられるが、現行のＮＴＳＣ信号との互換性を優先した場合には、このようにして得られた静止画像は画質が低下したものとなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、テレビレンズ部もしくはテレビカメラ本体に静止画像専用の撮像系を取り付け、テレビ画像撮像系とは別の撮像系で静止画像を得ることによってその画質を良好なものとするとともに、テレビレンズ部の一部を静止画像撮像系にも共通に使用することによって装置全体のコンパクト化、低廉化を図ることが望ましい。
【０００６】
その一方で、テレビ画像撮像系においては、テレビレンズ部とテレビカメラ本体の両光学系全体で各収差が良好となるように設計がなされているため、テレビレンズ部の一部のみを静止画像撮像系に共通に使用した場合、この静止画像撮像系における収差上の問題が生じ、これを改善していくことが大きな課題となる。
【０００７】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、テレビレンズに静止画像撮像機能を付加した場合に、簡易かつコンパクトな構成で、テレビ画像撮像系と静止画像撮像系の両者の光学系を共に収差が良好に補正されたものとし得るスチル撮影機能付テレビレンズを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスチル撮影機能付テレビレンズは、被写体像情報を担持した光束を色分解する色分解プリズムを搭載してなるテレビカメラ本体の前段に取り付けられる複数のレンズ群を有してなるテレビレンズにおいて、
前記複数のレンズ群の所定のレンズ間位置に配された、前記被写体像情報を担持した光束を前記テレビカメラ本体とは異なる方向に導く反射ミラーと、該反射ミラーにより前記テレビカメラ本体とは異なる方向に導かれた光束を照射され、前記被写体像の静止画像を撮像するスチル画像用撮像素子とを備え、
前記反射ミラーと該スチル画像用撮像素子との間に、前記複数のレンズ群のうち前記反射ミラーの後段に位置するレンズ部と同一形状、同一材質で形成されたスチル画像用レンズ部と、前記スチル画像用撮像素子に入射する光束に対し、前記色分解プリズムに入射した光束の該プリズム内における光路長と略等価な光路長を与える光学ブロックとを配設してなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記反射ミラーはハーフミラーであっても全反射ミラーであってもよいが、全反射ミラーとした場合は、前記光束をテレビカメラ本体にそのまま入射せしめる第１のミラー位置と前記光束を前記スチル画像用撮像素子に導く第２のミラー位置との２位置の間を移動可能とされていることが好ましい。
さらに、前記光学ブロックは、前記反射ミラーによる像の反射を元に戻す機能を有する光学プリズムとすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明のスチル撮影機能付テレビレンズを示す概略図である。すなわち、このスチル撮影機能付テレビレンズは、色分解プリズム１１を搭載したテレビカメラ本体１の被写体側に取り付けられる、ズームレンズ群２１を有するテレビレンズ系２と、ズームレンズ群２１の群間中に配されたハーフミラー３１によって分離された光束を取り込んで静止画像（以下スチル画像と称する）を撮像するためのスチル画像撮像系３を備えている。
【００１１】
次に図２を用いて、上述した各部を詳細に説明する。
まず、テレビカメラ本体１は、テレビレンズ系２を通過した、被写体像情報を担持した光束を３原色光に分解する色分解プリズム１１と、この色分解プリズム１１により分解されたＢ，Ｒ，Ｇの各原色光が結像される、各々の原色光に対応するＣＣＤからなる撮像素子１２、１３、１４を備えている。
【００１２】
上記色分解プリズム１１は、３つのプリズム１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを組み合わせてなる。すなわち、テレビレンズ系２の光軸に沿ってテレビレンズ系２側から順に第１プリズム１１Ａ、第２プリズム１１Ｂおよび第３プリズム１１Ｃが配列され、第１プリズム１１Ａと第２プリズム１１Ｂはエアギャップを介して対向するように構成され、第１プリズム１１Ａの第２プリズム対向面には青色光のみを反射する第１のダイクロイック層が形成され、さらに第２プリズム１１Ｂと第３プリズム１１Ｃとは赤色光のみを反射する第２のダイクロイック層を介して接合されている。これにより、第１プリズム１１Ａに入射した光束はこの色分解プリズム１１でＢ，Ｒ、Ｇ３原色光に分解され、さらにプリズム１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの射出面には、Ｂ，Ｒ，Ｇの分光特性を整えるトリミングフィルタ１１Ａ′、１１Ｂ′、１１Ｃ′が接合されており、各色光に対応する撮像素子１２、１３、１４上に照射され、これらの撮像素子１２、１３、１４上に各色光の被写体像が結像される。
【００１３】
また、第１プリズム１１Ａの光入射端面に近接させて、ローパスフィルタおよび／または赤外線カットフィルタ等のフィルタ部材１５が配設されている。
なお、このようにして各色光の被写体像が結像された撮像素子１２、１３、１４では、各色光が担持した被写体像情報を所定のサンプリング周期で光電的に変換し、この後各色用電気信号は合成されて、被写体のカラーテレビ画像が形成されることとなる。
【００１４】
一方、テレビレンズ系２は、５群からなるズームレンズ群２１を備えている。
このズームレンズ群２１は物体側より順に、４枚のレンズからなるフォーカス機能を有する正の第１群と、変倍機能を有する、３枚のレンズからなる負の第２群と、この変倍に伴なう焦点位置の変動を補正する２枚のレンズからなる負の第３群と、４枚のレンズを有する正のリレーレンズ前群からなる第４群と、６枚のレンズを有する正のリレーレンズ後群からなる第５群を配設してなり、変倍時において第２群と第３群のレンズ群間隔を変化させながら両レンズ群を光軸Ｘに沿って移動せしめることにより全系の焦点距離ｆを変化させるとともに、光束を結像位置に効率良く集束させるようにしたものである。
【００１５】
また、このズームレンズ群２１は第３群と第４群の間にシャッタ（絞り）２２を配置している。
なお、第４群と第５群は間隔を大きくあけるように配されており、本来ズームレンズ群２１の焦点距離を望遠側へシフトさせる焦点距離変換レンズ群（ＥＸＴ群）が挿入可能なスペースとされている。
【００１６】
本実施形態のものでは、この第４群と第５群の間のスペースにハーフミラー３１を配設し、テレビレンズ系２に入射した光束を２系に分割するようにしている。２系に分割された光束の一方はテレビカメラ本体１に入射し、該分割された光束の他方は上述したスチル画像撮像系３に導かれる。
このスチル画像撮像系３は、スチル撮像用レンズ群３２と、ハーフミラー３１で反射した被写体像を再び反射して像姿勢を元に戻す直角プリズム３３と、ローパスフィルタおよび／または赤外線カットフィルタ等のフィルタ部材３４と、スチル画像撮像用のＣＣＤからなる撮像素子３５を備えている。
【００１７】
ところで、テレビレンズ系２のズームレンズ群２１と、テレビカメラ本体１中の色分解プリズム１１等の光学系とは両光学系全体として収差が少なくなるように設計されており、撮像素子１２、１３、１４上に結像される像質が良好となるように構成されている。
したがって、ハーフミラー３１で光束を分割してスチル画像撮像系３に取り込んだ場合には、そのままでは収差が不良となり、撮像素子３５上に結像される像質を良好とすることが困難となる。
【００１８】
そこで、本実施形態のものでは、スチル画像撮像系３において、ハーフミラー３１の後段に、第５群と全く同一構成（同一のレンズ枚数、レンズ形状、およびレンズ材質）のスチル撮像用レンズ群３２を配設し、さらにその後段に、光束が色分解プリズム１１を通過する場合に、この色分解プリズム１１内における光路長と略同一の光路長を光束に与える直角プリズム３３を配設して、スチル画像撮像系３によってスチル画像を撮像する場合にも、テレビ画像撮像系によってテレビ画像を撮像する場合と同様に収差を良好に補正し、高画質な再生画像を得ることができるようにしている。
【００１９】
すなわち、テレビ画像撮像系の光学系を構成する第１群、第２群、第３群、第４群、第５群および色分解プリズム１１と、スチル画像撮像系を構成する第１群、第２群、第３群、第４群、スチル撮像用レンズ群３２および直角プリズム３３は光学的な特性上等価となり、テレビ画像撮像系の撮像素子１２、１３、１４とスチル画像撮像系３の撮像素子３５上での像の収差も同様となる。
なお、テレビ画像撮像系３のフィルタ部材１５とスチル画像撮像系３のフィルタ部材３４の光学的な特性を等しくするように設計すれば、上記両系の収差を厳密に一致させることができる。
【００２０】
また、上述したようにズームレンズ群２１の第５群とスチル撮像用レンズ群３２はレンズ枚数、レンズ形状およびレンズ材質が全く同一となるように構成されているから、そのレンズの製造工程を共通化することができ、製造工程の削減および製造コストの低減を図ることができる。
【００２１】
また、スチル画像撮像系３において反射プリズム３３で光束を反射させることにより、ハーフミラー３１において反射した像の上下を再度反転させることができ、テレビ画像撮像系の撮像素子１２、１３、１４上での像姿勢と、スチル画像撮像系３の撮像素子３５上での像姿勢を一致させることが可能となる。
なお、本発明のスチル撮影機能付テレビレンズとしては上述した実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能であり、例えば、直角プリズム３３とフィルタ部材３４の配設位置を互いに入れ替えることが可能である。
【００２２】
また、テレビレンズ系２を構成するレンズ群はズームレンズ群に限られず、固定焦点タイプのものであってもよく、また、その機能やレンズ構成も限定されるものでなく、スチル画像撮像系３に光束を取り込むための反射ミラーを挿入するスペースがあればよい。
また、反射ミラーが挿入される、レンズ群の群間スペース位置も限定されるものではない。
【００２３】
さらに、この反射ミラーは上述した平板状のハーフミラーに限られるものではなく、ガラスブロック状のハーフプリズムとしてもよく、また、ハーフミラーに代えて全反射ミラーとしてもよい。反射ミラーを全反射ミラーとした場合には、図３に示すように、この全反射ミラー１３１が光路上位置１３１Ａと光路外位置１３１Ｂとの２位置の間を移動可能となるように構成することが必要である。これにより、全反射ミラー１３１が光路上位置１３１Ａに配されているときは全光束がスチル画像撮像系３に導かれ、全反射ミラー１３１が光路外位置１３１Ｂに配されているときは全光束がテレビ画像撮像系に導かれることとなる。
【００２４】
この場合の移動は、例えば、図３に示すように、全反射ミラー１３１の一端を回動中心として、該全反射ミラー１３１を矢印Ａ方向に所定角度だけ回動させるようにしてもよく、この全反射ミラー１３１を上述した実施形態におけるＥＸＴ群挿入スペースに挿入した場合には、この全反射ミラー１３１の光路外位置１３１Ｂへの移動操作と、ＥＸＴ群の該スペースへの挿入操作を連動させるようにしてもよい。
【００２５】
また、上述した直角プリズム３３は光束を反射させて、像姿勢の上下を反転させる機能を有しているが、テレビレンズ系２中の反射ミラー３１、１３１で反転された像姿勢で撮像素子３５上に結像させたい場合や、撮像素子３５により取り込まれた像情報を電気的に反転させるような場合には、直角プリズム３３に代えて、図４に示すような、該直角プリズム３３と通過光束の光路長が等しくなるガラスブロック１３３を配設し、光束が直進してこのガラスブロック１３３を通過するようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のスチル撮影機能付テレビレンズによれば、テレビカメラ本体に取り付けるテレビレンズのレンズ間スペースに反射ミラーを挿入し、この反射ミラーによって偏向された光束をスチル画像用撮像素子に入射させるようにしているので、一つのテレビカメラ装置でテレビ画像もスチル画像も撮影することができ便利である。
また、テレビ画像撮像系とスチル画像撮像系のレンズ部の一部を共通化することで装置全体のコンパクト化、低廉化を図るとともに、スチル画像撮像系の撮像素子をテレビ画像撮像系の撮像素子とは別個に設けることで静止画像の画質を良好なものとすることができる。
【００２７】
さらに、上記両系において共通化されていない、テレビ画像撮像系の、反射ミラーの後段に配されているレンズ部分と同一構成のレンズ部分をスチル画像撮像系中に設け、かつ、カメラ本体内に配されている、テレビ画像撮像系の色分解プリズムと略等しい光路長を通過光束に与える光学ブロックをスチル画像撮像系中に設けているため、スチル画像撮像系の光学特性をテレビ画像撮像系と略同等なものとすることができ、両系の収差を共に良好なものとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスチル撮影機能付テレビレンズを示す概略図
【図２】図１に示すテレビレンズをより詳細に示す概略図
【図３】図１に示すテレビレンズの一部を変更した態様を示す概略図
【図４】図１に示すテレビレンズの一部を変更した態様を示す概略図
【符号の説明】
１        テレビカメラ本体
２        テレビレンズ系
３        スチル画像撮像系
１１      色分解プリズム
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ    プリズム
１２、１３、１４          撮像素子
２１      ズームレンズ群
２２      シャッタ（絞り）
３１      ハーフミラー
３２      スチル撮像用レンズ群
３３      直角プリズム
１３１    全反射ミラー
１３３    ガラスブロック
【図１】
0003900651.tif 000002
【図２】
0003900651.tif 000003
【図３】
0003900651.tif 000004
【図４】
0003900651.tif 000005