(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビカメラ本体の前段に取り付けられる、焦点距離変換レンズ群が挿入可能なスペースを有するレンズ系を有してなるテレビレンズにおいて、
前記焦点距離変換レンズ群が挿入される前記レンズ系のレンズ間位置に、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配されたスチル画像用撮像素子に導く反射ミラーが挿入されるように構成され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】
前記反射ミラーと前記焦点距離変換レンズ群が前記レンズ間位置に切替可能に挿入されるように構成されてな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】
前記反射ミラーと前記焦点距離変換レンズ群が、１つの板状部材に載設され、これら反射ミラーと焦点距離変換レンズ群の前記レンズ間位置への挿入切替操作が、前記板状部材の回動操作もしくはスライド操作によりなされることを特徴とする請求項２記載のスチル撮影機能付テレビレンズ。
【請求項４】
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１〜３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。
【請求項５】
前記反射ミラーが全反射ミラーであって、前記板状部材には該全反射ミラー、前記焦点距離変換レンズ群および透孔部が配設されていることを特徴とする請求項３項記載のスチル撮影機能付テレビレンズ。
【請求項６】
前記反射ミラーと前記スチル画像用撮像素子との間に、前記レンズ系のうち前記レンズ間位置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を配設してなることを特徴とする請求項１〜５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。
【請求項７】
前記テレビカメラ本体が、被写体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ものであり、前記スチル画像用レンズ部と前記スチル画像用撮像素子との間に、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プリズムを配設してなることを特徴とする請求項６記載のスチル撮影機能付テレビレンズ。
【請求項８】
前記光学プリズムが、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ものであることを特徴とする請求項７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、詳しくは放送用テレビカメラ等のカメラ本体に取付可能で、いわゆるエクステンダレンズを挿入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等の、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。
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。
【０００４】
【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。
【０００５】
しかしながら、テレビ画像撮像系と静止画像撮像系でレンズ部を共用しようとすると、反射ミラー等を用いて光束を分割するか光束の進行方向を切り替えるかする必要が生じるが、既存のレンズ部を用いつつ、反射ミラー等の光束分割手段もしくは光束方向切替手段を挿入し得るスペースを光軸上に設けることは必ずしも容易ではない。
【０００６】
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影機能を付加した場合に、テレビ画像撮像系と静止画像撮像系の光学系の一部を共用するとともに、入射した光束を両系に導くための光束分割手段または光束方向切替手段を挿入するスペースを容易に確保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。
【０００７】
【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、テレビカメラ本体の前段に取り付けられる、焦点距離変換レンズ群が挿入可能なスペースを有するレンズ系を有してなるテレビレンズにおいて、
前記焦点距離変換レンズ群が挿入される前記レンズ系のレンズ間位置に、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配されたスチル画像用撮像素子に導く反射ミラーが挿入されるように構成されてなることを特徴とするものである。
【０００８】
また、前記反射ミラーと前記焦点距離変換レンズ群が前記レンズ間位置に切替可能に挿入されるように構成されていることが好ましい。
さらに、前記反射ミラーと前記焦点距離変換レンズ群が、１つの板状部材に載設され、これら反射ミラーと焦点距離変換レンズ群の前記レンズ間位置への挿入切替操作が、前記板状部材の回動操作もしくはスライド操作によりなされることが好ましい。
【０００９】
また、前記反射ミラーがハーフミラーであることが好ましい。
さらに、前記反射ミラーが全反射ミラーであって、前記板状部材には該全反射ミラー、前記焦点距離変換レンズ群および透孔部が配設されていることが好ましい。
また、前記反射ミラーと前記スチル画像用撮像素子との間に、前記レンズ系のうち前記レンズ間位置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を配設することが好ましい。
さらに、前記テレビカメラ本体が、被写体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ものである場合には、前記スチル画像用レンズ部と前記スチル画像用撮像素子との間に、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プリズムを配設することが好ましい。
また、その場合、前記光学プリズムが、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ものであることが好ましい。
【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の群間中に出入自在に配された全反射ミラー３１により反射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と、焦点距離変換レンズ群（以下ＥＸＴ群と称する）４を備えている。
なお、全反射ミラー３１とＥＸＴ群４は、ズームレンズ群２１の光軸Ｘ上に排他的に配置されるように構成されている。
【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、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ＥＸＴ群が挿入可能となるように大きな間隔をあけて配されおり、本発明では、このようにＥＸＴ群挿入部分に大きなスペースがあることに着目し、全反射ミラー３１の挿入スペースを確保するようにしている。
【００１６】
本実施形態のものでは、この第４群と第５群の間のＥＸＴ群挿入可能スペースに、このＥＸＴ群４と切替可能に全反射ミラー３１を挿入し得るようにしている。
【００１７】
すなわち、ＥＸＴ群４と全反射ミラー３１は図３に示す如きターレット板４５上に配設されており、このターレット板４５は回転軸４７の中心４７ａを回転中心として矢印Ｂ方向に回転可能とされている。また、このターレット板４５には透孔部４６が形成されており、この透孔部４６の配設位置とＥＸＴ群４の配設位置と全反射ミラー３１の配設位置がこのターレット板４５上で互いに等角度となるように、かつ上記回転中心から等しい距離ｄとなるように配されている。
【００１８】
このターレット板４５の回転軸４７はズームレンズ群２１の光軸Ｘに対して距離ｄだけずらされた位置に配されており、回転軸４７の回転に応じて透孔部４６、ＥＸＴ群４および全反射ミラー３１が該光軸Ｘ上に位置し、その位置でターレット板４５が保持されるように構成されている。
【００１９】
このターレット板４５は、図４に示す如きカバー部材４０によりカバーされており、このカバー部材４０の外部に配されたターレット板操作レバー４２を操作することにより回転し得るようになっており、テレビ画像を撮像する際のズーム倍率として通常の倍率で良い場合には透孔部４６を、高倍率としたい場合にはＥＸＴ群４を、さらにスチル画像を撮像したい場合には全反射ミラー３１を各々ズームレンズ群２１の光軸Ｘ上に位置せしめるように操作する。
【００２０】
また、カバー部材４０の下部には、図５に示すように透孔部４４が配設されており、ターレット板４５が回転操作され、全反射ミラー３１がズームレンズ群２１の光軸上に位置せしめられたとき、図５に示すように被写体像情報を担持した光束がこの全反射ミラー３１（該光束に対して４５°傾けて配されている）により反射され、上記透孔部４４を通過してこのカバー部材４０の下部に隣接して設けられたスチル画像撮像系３の鏡筒３ａ内に入射する。
【００２１】
このスチル画像撮像系３は、スチル撮像用レンズ群３２と、全反射ミラー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。
【００２２】
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、全反射ミラー３１で光束を偏向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劣化し、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。
【００２３】
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、全反射ミラー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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
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、全反射ミラー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。
【００２６】
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、上述したターレット板４５に代えて、図６に示す如き、矢印Ｃ方向にスライド可能なスライド板５０を上述したＥＸＴ群挿入可能スペース位置に配設するようにしてもよい。
【００２７】
図示された状態では、テレビレンズ系２の光軸Ｘ位置に透孔部４６（図６に示されていない）が配されるようになっているが、この状態から上記スライド板５０を矢印Ｃ方向にスライドさせ、ＥＸＴ群４あるいは全反射ミラー３１を上記光軸Ｘ位置に配することが可能である。
なお、全反射ミラー３１が光軸Ｘ位置に配されたとき、上述したターレット板４５を用いた場合と同様に、テレビレンズ系２に入射した光束をスライド板５０の下方に位置するスチル画像撮像系３の鏡筒３ａ内に導くことができる。
【００２８】
上記スライド板５０は、ターレット板４５を用いた場合と同様に、適切な形状をなすカバー部材によりその全体をカバーするようにしてもよい。
なお、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。
【００２９】
さらに、上記全反射ミラーに代えてハーフミラーとしてもよい。反射ミラーをハーフミラーとした場合には、図３に示す透孔部４６は必ずしも設ける必要はない。
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、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を配設し、光束が直進してこのガラスブロックを通過するようにしてもよい。
【００３０】
【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隔が大きくあいたＥＸＴ群挿入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、テレビレンズを設計変更して反射ミラー挿入スペースを別途確保することなく、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。
【００３１】
また、反射ミラーとＥＸＴ群が切替可能にテレビレンズの光軸上に位置する構成とすれば、必要に応じてテレビレンズの倍率増大およびスチル画像撮影を行う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。
【００３２】
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るようにすれば、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系をより詳細に示す概略図
【図３】図１に示す実施形態に用いられるターレット板を示す概略図
【図４】図１に示す実施形態の外面側部形状を示す概略図
【図５】図１に示す実施形態の作用を示す一部破断図
【図６】図１に示す実施形態とは別の実施形態を示す正面概略図
【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
３ａ      鏡筒
４        焦点距離変換レンズ群（ＥＸＴ群）
１１      色分解プリズム
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ    プリズム
１２、１３、１４、３５    撮像素子
２１      ズームレンズ群
２２      シャッタ（絞り）
３１      全反射ミラー
３２      スチル撮像用レンズ群
３３      直角プリズム
４０      カバー部材
４２      ターレット板操作レバー
４５      ターレット板
４４、４６      透孔部
４７      回転軸
５０      スライド板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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