JPH0323034B2 - - Google Patents
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は変倍の全範囲で時間的に連続して高解
像度の映像信号出力を得る撮像装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an imaging device that temporally continuously outputs a high-resolution video signal over the entire range of magnification.
（従来技術）
撮像装置においては、物体をレンズ光学系で撮
像素子面に結像させる際に、変倍の機能を有する
ズームレンズを用いて、結像の倍率を変えてい
る。ズームレンズを用いると、レンズ系内のレン
ズの一部を相対移動し焦点距離を変え倍率を増減
できる。しかし、倍率が３倍以上になつてくる
と、レンズ収差が多く、従つて解像度の劣化が起
つてくる。そのため倍率を大きくかつレンズ収差
を少なくするために、ズーム部のレンズ枚数を多
くしたり、ダブルズームと言つて１本のズームレ
ンズの中に２個所のズーム部を持たせるなどの構
成にして、レンズとしての特性を良くしている。
また、ズームレンズの変倍の範囲を広くするため
に数本の変倍範囲の異なるズームレンズを具備
し、それら数本のレンズを画像の大きさに従つて
ターレツト式に変換して変倍範囲を大きくとつて
いるものもある。(Prior Art) In an imaging device, when an object is imaged on an image sensor surface by a lens optical system, a zoom lens having a variable power function is used to change the magnification of the image. When a zoom lens is used, it is possible to increase or decrease magnification by moving some of the lenses in the lens system relative to each other to change the focal length. However, when the magnification increases to 3 times or more, lens aberrations increase and resolution deteriorates. Therefore, in order to increase the magnification and reduce lens aberrations, the number of lenses in the zoom section is increased, or a structure called a double zoom is created in which one zoom lens has two zoom sections. It has good characteristics as a lens.
In addition, in order to widen the range of variable power of the zoom lens, it is equipped with several zoom lenses with different variable power ranges, and these several lenses are converted into a turret type according to the size of the image. Some have a large size.
（発明の解決すべき問題点）
第３図に、従来の放送業務用ズームレンズとポ
ータブル用ズームレンズの振幅変調率の例を示
す。ここに、縦軸は、正弦波入力に対する振幅変
調率であり、横軸は、TV本数の単位で示した解
像度である。現状の放送業務用などの2/3インチ
〜1.25インチの撮像面を有する撮像装置に用いる
ズームレンズには、特に高い解像度特性が要求さ
れる。第３図の実線は、ズームレンズの一部分を
相対的に移動する14倍の非常に良い解像度特性を
示す放送業務用ズームレンズの特性の一例を示
す。実線の曲線が示すように、解像度1600TV本
でレンズ結像系で振幅変調率が約50％に劣化して
おり、さらに撮像装置本体での振幅変調率の低下
のため、映像信号出力そのものの振幅変調率は解
像度1600TV本で約10％に劣化する。(Problems to be Solved by the Invention) FIG. 3 shows examples of amplitude modulation rates of a conventional zoom lens for broadcasting business use and a zoom lens for portable use. Here, the vertical axis is the amplitude modulation rate for a sine wave input, and the horizontal axis is the resolution expressed in units of the number of TVs. Particularly high resolution characteristics are required of zoom lenses used in current imaging apparatuses for broadcasting, etc., which have an imaging surface of 2/3 inch to 1.25 inch. The solid line in FIG. 3 shows an example of the characteristics of a zoom lens for broadcasting business, which exhibits very good resolution characteristics of 14 times by relatively moving a portion of the zoom lens. As the solid line curve shows, at a resolution of 1600 TV lines, the amplitude modulation rate in the lens imaging system deteriorates to about 50%, and furthermore, due to the decrease in the amplitude modulation rate in the imaging device itself, the amplitude of the video signal output itself decreases. The modulation rate degrades to about 10% at a resolution of 1600 TV lines.
しかし、放送業務用ズームレンズは、解像度は
良いが、重く且つ大きいという欠点がある。ズー
ムレンズのズーム比が10倍の標準的なものでも重
量が約10〜20Kgあり、また前玉有効径が約170mm
φある。したがつて、重量においても、大きさに
おいても、ズームレンズと撮像装置の本体とはほ
とんど同じ大きさになつており、撮像装置全体と
しては非常に大きくなる。 However, although zoom lenses for broadcasting services have good resolution, they have the drawbacks of being heavy and large. A standard zoom lens with a zoom ratio of 10x weighs about 10 to 20 kg, and the effective diameter of the front lens is about 170 mm.
There is φ. Therefore, both in weight and size, the zoom lens and the main body of the imaging device are almost the same size, and the imaging device as a whole becomes very large.
一方、第３図の破線は、高解像度のポータブル
カメラに用いられる、同じく一部分を相対的に移
動する標準的な10倍のズームレンズの特性の一例
を示す。1000TV本以上の解像度が必要な高品位
テレビに用いる高解像度信号としては、第３図の
破線で代表的に示されるポータブルカメラのズー
ムレンズを用いた映像信号の出力では、解像度は
非常に悪い。第３図の破線の特性を示す高解像度
のポータブルカメラに用いられるズームレンズ
は、おおよそ２〜３Kgで、前玉有効径が70mmφで
あり、放送業務用ズームレンズに比べて軽く小さ
い。しかし、重量と形状を小さくすることに設計
の主眼がおかれているので、特性としては解像度
が悪く不十分なものになつている。 On the other hand, the broken line in FIG. 3 shows an example of the characteristics of a standard 10x zoom lens used in a high-resolution portable camera, which also has a portion that moves relatively. As a high-resolution signal used for high-definition television that requires a resolution of 1000 TV lines or more, the resolution of the video signal output using the zoom lens of a portable camera, typically shown by the broken line in FIG. 3, is very poor. A zoom lens used in a high-resolution portable camera exhibiting the characteristics shown by the broken line in FIG. 3 weighs approximately 2 to 3 kg, has a front lens effective diameter of 70 mm, and is lighter and smaller than a zoom lens for broadcasting use. However, because the main focus of the design is to reduce the weight and shape, the resolution is poor and the characteristics are inadequate.
軽量で、形状が小さなズームレンズとしては、
はじめに記したようにその変倍手段としてターレ
ツト式の様に何本かのズームレンズを交換した
り、ズームレンズの一部を交換、着脱する構成の
ものがあるが、これ等の構造のズームレンズを用
いて変倍する時には、映像信号が一時的に遮断す
る弊害がある。第４図は、撮影時に時間と共に変
倍率が増加して、ある変倍区間からある変倍区間
に移る時に、倍率が変化する様子を示しており、
切換に際して倍率が定まらない時間（taとtdの
間）では映像出力もなくなることを示しており、
画像再生する受像側において不連続な受画像が出
力され不自然感が甚しい。 As a zoom lens that is lightweight and has a small shape,
As mentioned in the introduction, there are turret type zoom lenses that allow you to change the magnification by exchanging several zoom lenses, or parts of the zoom lens that can be replaced and removed. When changing the magnification using , there is a problem that the video signal is temporarily interrupted. FIG. 4 shows how the magnification increases with time during shooting and changes when moving from a certain magnification variable section to another magnification variable section.
This indicates that there will be no video output during the time when the magnification is not determined during switching (between t a and t d ).
On the image receiving side that reproduces the image, a discontinuous received image is output, giving an extremely unnatural feeling.
本発明の目的は、高解像度で比較的軽量、小型
な変倍機能を有するズームレンズで、映像出力信
号に中断のない連続画像を発生させる撮像装置を
提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging device that is a high-resolution, relatively lightweight, and compact zoom lens that has a variable magnification function and that generates continuous images without interruption in the video output signal.
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る撮像装置は、担当する変倍区間が
それぞれ異なるが連続的に設定されている複数個
のズームレンズと、ズームレンズを切換えるズー
ム部切換手段と、倍率に対応するズームレンズに
切換えるための信号をズーム部切換手段に出力し
且つ映像信号切換手段にレンズ切換に伴つて映像
信号を切換えるための信号を出力する判別手段
と、選択されているズームレンズをとおつた画像
を電気信号に変換する撮像素子と、この電気信号
からテレビ映像信号を発生させる映像信号処理回
路と、該テレビ映像信号を書き込み読み出し得る
映像メモリと、上記の判別手段からの信号をうけ
て、画像の変倍を各変倍区間内で行なう場合には
映像信号処理回路からリアルタイムのテレビ映像
信号を出力し、画像の変倍を２つ以上の変倍区間
にわたつて変える場合には、区間切換え時に、映
像メモリからテレビ映像信号を出力する映像信号
切換手段とを備え、ズームレンズの切換に伴なう
映像信号出力の中断を映像メモリで補間すること
を特徴とする。(Means for Solving the Problems) An imaging device according to the present invention includes a plurality of zoom lenses, each of which is assigned a different magnification range but is set continuously, and a zoom unit switching means for switching the zoom lenses. , a determining means for outputting a signal for switching to a zoom lens corresponding to the magnification to the zoom section switching means and for outputting a signal for switching the video signal to the video signal switching means in conjunction with lens switching; An image sensor that converts an image passed through a lens into an electrical signal, a video signal processing circuit that generates a television video signal from this electrical signal, a video memory that can write and read the television video signal, and a signal from the above-mentioned determining means. In response to this, when scaling an image within each scaling section, output a real-time television video signal from the video signal processing circuit, and when changing the scaling of an image over two or more scaling sections. The present invention is characterized in that it includes a video signal switching means for outputting a television video signal from the video memory at the time of section switching, and the video memory interpolates interruptions in the video signal output due to switching of the zoom lens.
（作用）
本発明によれば、変倍のズームレンズの変倍区
間を分割する設計により、各変倍区間を小さく出
来るので、全変倍区間の範囲にわたつて高い振幅
変調率の高解像度ズームレンズが得られる。変倍
区間を切換える際に一時的に消失する映像信号出
力を、撮像装置の映像メモリ回路からの映像信号
で補間することにより、連続した映像信号出力と
なるので、受像側には、何ら不自然感を与えるこ
となく、連続してズーム変倍をすることが出来
る。(Function) According to the present invention, each variable magnification section can be made smaller by the design that divides the variable magnification section of the variable magnification zoom lens. A lens is obtained. By interpolating the video signal output that temporarily disappears when changing the magnification section with the video signal from the video memory circuit of the imaging device, it becomes a continuous video signal output, so there is no unnaturalness on the receiving side. It is possible to continuously change the zoom magnification without giving any noticeable effect.
（実施例）
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を
説明する。(Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明の実施例のブロツク図であ
る。物体１は、撮像すべき被写体である。ズーム
レンズのフオーカシングレンズ部２がズーム部３
または３′の前に設けられる。（ズームレンズでは
大きな口径のレンズ部品を使うのが普通である。）
２つのズーム部３，３′は、各々が異なる変倍の
区間を担当する。ズームレンズ３，３′において
は、変倍の手段としてレンズの一部もしくは全部
が変換あるいは着脱される。以下では、ズーム部
３が低倍率の区間、ズーム部３′が高倍率の区間
を担当するとして説明する。ズーム部３，３′の
円筒の中にはそれぞれバリエーシヨンレンズ４，
４′とコンペンセイシヨンレンズ５，５′が内装さ
れている。バリエーシヨンレンズ４，４′はズー
ム比を変えるためのものであり、コンペンセイシ
ヨンレンズ５，５′は、収差の量を少なくするも
のである。リレーレンズ６を用いて、物体１の像
７を撮像素子８の面に結像させる。ズーム部３，
３′には、変倍させるためのモーター９から、ギ
アやカムなどの伝達機構１０を経て、変倍区間の
切換えと、区間内での変倍駆動力が伝えられる。
ズームレンズの倍率を設定する倍率設定回路１１
からは、モーター９への倍率区間の切換え指令
と、区間内での変倍指令が与えられる。 FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the invention. Object 1 is a subject to be imaged. The focusing lens section 2 of the zoom lens is the zoom section 3.
Or provided before 3'. (Zoom lenses usually use lens components with large apertures.)
The two zoom units 3 and 3' each take charge of a different magnification change section. In the zoom lenses 3, 3', part or all of the lens is converted or attached/detached as a means for changing the magnification. In the following description, it will be assumed that the zoom section 3 is in charge of a low magnification section and the zoom section 3' is in charge of a high magnification section. Variation lenses 4, 4, and 4 are placed inside the cylinders of the zoom units 3, 3', respectively.
4' and compensation lenses 5 and 5' are installed inside. The variation lenses 4, 4' are for changing the zoom ratio, and the compensation lenses 5, 5' are for reducing the amount of aberration. Using the relay lens 6, an image 7 of the object 1 is formed on the surface of the image sensor 8. Zoom section 3,
3', the switching of the zooming section and the driving force for zooming within the section are transmitted from a motor 9 for zooming through a transmission mechanism 10 such as a gear or a cam.
Magnification setting circuit 11 for setting the magnification of the zoom lens
A command for switching the magnification section and a command for changing the magnification within the section are given to the motor 9 from the control section 1.
撮像素子８で光学的画像が光電変換されて電気
信号となり、映像信号処理回路１２で、γ補正，
シエーデング補正、ニ−補正などが加えられ、同
期信号やバースト信号なども加えられ、テレビ映
像信号が作られる。このテレビ映像信号はCCD
やCMOSなどの映像メモリ回路１３に記憶され
る。倍率設定回路１１からモーター９へ送られる
倍率設定信号は切換判別回路１４へも送られる。
切換判別回路１４は、ズームレンズの変倍区間を
変えるか否かを判定し、映像信号切換回路１５に
出力する。映像信号切換回路１５は、切換判別回
路１４からの信号より、映像信号出力として、映
像信号処理回路１２から信号を取るか、映像メモ
リ回路１３から信号を取るかを選択し、映像信号
をズームの変倍区間の切換えによらず連続的に出
力する。 The image sensor 8 photoelectrically converts the optical image into an electrical signal, and the video signal processing circuit 12 performs γ correction,
Shading correction, knee correction, etc. are added, as well as synchronization signals, burst signals, etc., to create a television video signal. This TV video signal is a CCD
The image data is stored in a video memory circuit 13 such as CMOS or CMOS. The magnification setting signal sent from the magnification setting circuit 11 to the motor 9 is also sent to the switching determination circuit 14.
The switching determination circuit 14 determines whether or not to change the magnification range of the zoom lens, and outputs the result to the video signal switching circuit 15. The video signal switching circuit 15 selects whether to take a signal from the video signal processing circuit 12 or from the video memory circuit 13 as a video signal output based on the signal from the switching determination circuit 14, and outputs the video signal for zooming. Outputs continuously regardless of the switching of the variable magnification section.
第２図は本実施例において、変倍区間の切換え
の経過と、映像信号切換回路１５へ送られる信号
とを示す。第２図ａは、ズーム部３（ズーム倍率
Z3）の変倍区間から別のズーム部３′（ズーム培
率Z3′）へ切り換えながら画像の倍率Ｍを変える
ときの時間経過を示す。ズームレンズの倍率設定
回路１１によつて、ズーム倍率が指示される。ズ
ームレンズの切換判別回路１４では、倍率の閾値
が各変倍区間に設定されてある。例えば、ｔ＝ta
では、ズーム部３により、ズーム倍率Z3を増加さ
せて閾値Th3に達し、なおかつ、倍率が増加方向
に倍率設定が行なわれつつあり、第２図ｂに示す
ように映像信号切換信号Vpoのパルスが発生され
る。この映像信号切換信号Vpoにより映像信号切
換回路１５では、映像信号出力として映像メモリ
回路１３からの信号が出力される。ズーム部３に
よる変倍は、taの後もしばらく続き、ｔ＝tbでズ
ーム部３による変倍が終る。tbから短時間後のtc
までは第２図ｃに示す様にズーム部切換信号ich
がモーター９へ加えられ、ｔ＝tcにおいてズーム
部は３′に切換えられる。tcからはズーム部３′に
より変倍され、ｔ＝tdで、ズーム部３′の閾値
Th3′の倍率に達し、なおかつ倍率が増加しつつ
あり、第２図ｄに示すように、映像信号切換信号
Vpffのパルスが切換判別回路１４で発生される。
このVpff信号により映像信号切換回路１５では、
映像信号出力として映像信号処理回路１２からの
オンライン信号を出す。よつて、変倍によるズー
ムレンズの切換えにもかかわらず、第２図ｅに示
すように映像信号vsはtaとtdとの間でも途切れる
ことなく出力される。 FIG. 2 shows the progress of changing the magnification section and the signals sent to the video signal switching circuit 15 in this embodiment. Figure 2 a shows the zoom section 3 (zoom magnification
It shows the passage of time when changing the magnification M of the image while switching from the magnification changing section of Z 3 ) to another zoom section 3' (zoom multiplier Z 3 '). The zoom magnification is specified by the zoom lens magnification setting circuit 11. In the zoom lens switching determination circuit 14, a magnification threshold is set for each magnification change section. For example, t=t a
Now, the zoom unit 3 increases the zoom magnification Z3 to reach the threshold Th3 , and the magnification is being set in the increasing direction, and the video signal switching signal Vpo is set as shown in FIG. 2b. pulses are generated. In response to this video signal switching signal Vpo , the video signal switching circuit 15 outputs the signal from the video memory circuit 13 as a video signal output. The magnification change by the zoom unit 3 continues for a while after t a , and the magnification change by the zoom unit 3 ends at t=t b . t c a short time after t b
As shown in Figure 2c, the zoom section switching signal i ch
is applied to the motor 9, and at t=t c the zoom section is switched to 3'. From t c , the zoom unit 3' changes the magnification, and at t = t d , the threshold value of the zoom unit 3'
When the magnification of Th 3 ' is reached and the magnification is increasing, the video signal switching signal is activated as shown in Figure 2d.
A pulse of V pff is generated by the switching determination circuit 14 .
The video signal switching circuit 15 uses this V pff signal to
An online signal from the video signal processing circuit 12 is output as a video signal output. Therefore, despite switching of the zoom lens due to zooming, the video signal Vs is output without interruption even between ta and td , as shown in FIG. 2e.
本実施例においては、変倍区間を２つに分割し
た構成のものを示したが、変倍の全範囲が広い場
合には、２つ以上に分割することによりあらゆる
倍率で高解像度を維持出来る。また、変倍の機構
としてズームレンズの他に、同じくレンズの一部
を変換して変倍する通称エクステンダーと呼ばれ
る変倍光学系を用いてもよいことはもちろんであ
る。 In this example, a configuration in which the variable magnification section is divided into two is shown, but if the entire range of variable magnification is wide, high resolution can be maintained at any magnification by dividing it into two or more. . In addition to the zoom lens, as a variable power mechanism, it is of course possible to use a variable power optical system commonly called an extender, which also converts a part of the lens to change the power.
（発明の効果）
本発明によれば、信号を処理する撮像装置本体
が小さいポータブルカメラにおいても、小型で軽
量で、安価で、且つ、第３図に実線で示した放送
業務用ズームレンズ以上の高性能のズームレンズ
を具備した撮像装置を提供できる。(Effects of the Invention) According to the present invention, even in a portable camera having a small image pickup device main body for processing signals, it is small, lightweight, and inexpensive, and is superior to the zoom lens for broadcasting business shown by the solid line in Fig. 3. An imaging device equipped with a high-performance zoom lens can be provided.
第１図は、本発明の実施例のブロツク図であ
る。第２図ａ〜ｅは、変倍区間切換の時間経過と
映像信号の連続性とを示すタイムチヤートであ
る。第３図は、従来の放送業務用ズームレンズ
（実線）とポータブル用ズームレンズ（破線）の
振幅変調率を示すグラフである。第４図は、従来
のタレツト式あるいは一部交換式ズームレンズを
用いたときの変倍の経緯を示すタイムチヤートで
ある。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the invention. FIGS. 2a to 2e are time charts showing the elapsed time of switching between magnification sections and the continuity of video signals. FIG. 3 is a graph showing the amplitude modulation rate of a conventional zoom lens for broadcasting business (solid line) and a zoom lens for portable use (broken line). FIG. 4 is a time chart showing the process of zooming when using a conventional turret type or partially interchangeable zoom lens.
Claims (1)
に設定されている複数個のズームレンズと、ズー
ムレンズを切換えるズーム部切換手段と、倍率に
対応するズームレンズに切換えるための信号をズ
ーム部切換手段に出力し且つ映像信号切換手段に
レンズ切換に伴つて映像信号を切換えるための信
号を出力する判別手段と、選択されているズーム
レンズをとおつた画像を電気信号に変換する撮像
素子と、この電気信号からテレビ映像信号を発生
させる映像信号処理回路と、該テレビ映像信号を
書き込み読み出し得る映像メモリと、上記の判別
手段からの信号をうけて、画像の変倍を各変倍区
間内で行なう場合には映像信号処理回路からリア
ルタイムのテレビ映像信号を出力し、画像の変倍
を２つ以上の変倍区間にわたつて変える場合に
は、区間切換え時に、映像メモリからテレビ映像
信号を出力する映像信号切換手段とを備え、ズー
ムレンズの切換に伴なう映像信号出力の中断を映
像メモリで補間することを特徴とする撮像装置。1. A plurality of zoom lenses whose respective magnification change sections are different but are set continuously, a zoom section switching means for switching the zoom lenses, and a zoom section switching means for transmitting a signal for switching to the zoom lens corresponding to the magnification. an image sensor that converts the image through the selected zoom lens into an electrical signal; A video signal processing circuit that generates a television video signal from a signal, a video memory that can write and read the television video signal, and a case in which the image is scaled within each scaling interval by receiving signals from the above-mentioned determining means. The video signal processing circuit outputs a real-time television video signal from the video signal processing circuit, and when changing the scaling of the image over two or more scaling sections, the video memory outputs the television video signal from the video memory when changing the section. What is claimed is: 1. An imaging device comprising: a signal switching means, the image capturing device interpolating interruptions in video signal output due to switching of a zoom lens using a video memory.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167448A JPS6145684A (en) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | Image pick-up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59167448A JPS6145684A (en) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | Image pick-up device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6145684A JPS6145684A (en) | 1986-03-05 |
| JPH0323034B2 true JPH0323034B2 (en) | 1991-03-28 |
Family
ID=15849886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59167448A Granted JPS6145684A (en) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | Image pick-up device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6145684A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005069604A1 (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Imaging device and imaging method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2620543B2 (en) * | 1996-05-20 | 1997-06-18 | キヤノン株式会社 | Imaging device |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP59167448A patent/JPS6145684A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005069604A1 (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Imaging device and imaging method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6145684A (en) | 1986-03-05 |
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