JPH09218336A - 撮像装置のズームシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続的な値にズーム倍率を設定することがで
きる撮像装置のズームシステムを簡易且つ安価に実現す
ること。 【解決手段】 指定されたズーム倍率に基づいて焦点距
離を所定の値に設定する焦点距離調節機能を備えて被写
体に対して合焦した光像を得る光学手段と、前記光像を
光電変換して電気信号を生成する光電変換手段と、指定
されたズーム倍率に基づいて光学手段の焦点距離が前記
所定値に設定されて光電変換手段が生成する電気信号か
ら指定されたズーム倍率に対応する焦点距離に設定して
得られる光像に対応する映像信号を生成する信号生成手
段とを備えて、光学系の焦点距離を離間的な値に設定す
ることができるエクステンダ機能と電子ズームを組み合
わせることにより、連続的にズーム倍率を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スチールカメラや
ビデオカメラなどの撮像装置のズームシステムに関し、
特に焦点距離を離間的な値に設定することができるエク
ステンダ機能を備えた光学系を用いて構成された撮像装
置のズームシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、撮像装置の位置を大幅に移動す
ることなく被写体に対する画角を定めることを目的とし
て、ズームレンズを用いたズームシステムが知られてい
る。このズームレンズは、結像点位置を移動させること
なく、焦点距離（主点と結像点位置との距離）を連続的
に変えることができるように構成されたレンズ群からな
り、その焦点距離を変えることにより、被写体に対する
視覚上の接近の度合いが異なった画角を得ることができ
るものである。

【０００３】これに対し、焦点距離を離間的に調節する
ためのエクステンダ機能（焦点距離調節機能）を単焦点
レンズに付加した簡易的なズームシステムが知られてお
り、装置の軽量化またはコストの低減を目的として、ス
チールカメラやビデオカメラなどの携帯用の撮像装置に
使用されている。

【０００４】以下、従来の撮像装置が備える上述のズー
ムシステムについて、図９から図１３を参照して説明す
る。ここで、図９は、第１の従来例にかかるズームシス
テムの構成図であり、焦点距離を短側と長側との間で連
続的に調節することができるズームレンズを用いて構成
されたものである。図１０は、図９に示すズームシステ
ムのズーム倍率特性図であり、使用者が指定するズーム
倍率と焦点距離から定まるズーム倍率との関係を表す。
図１１は、図９に示すズームシステムにより得られる画
像イメージを表す図であり、同図（ａ）および（ｂ）の
それぞれは、光学系の焦点距離を短側および長側に設定
して得られる画像イメージである。

【０００５】また、図１２は、第２の従来例にかかる撮
像装置のズームシステムの構成図であり、焦点距離を短
側または長側のいずれかに選択的に設定することができ
るエクステンダ機能を備えた光学系を用いて構成された
ものである。さらに、図１３は、図１２に示す第２の従
来例にかかるズームシステムが備える光学系のズーム倍
率特性図であり、エクステンダ機能を用いて使用者が指
定する倍率と焦点距離から定まる倍率との関係を表す。

【０００６】まず、図９に示す第１の従来例にかかるズ
ームシステムについて説明する。図９に示すように、こ
のズームシステムは、被写体の光像を合焦させるための
合焦レンズ１００ａおよび該合焦レンズ１００ａの焦点
距離を調整するための焦点距離調整レンズ１００ｂから
なるズームレンズ群１００と、ズームレンズ群１００を
通過した光像を光電変換して電気信号に変える電荷結合
素子４と、該電荷結合素子４により得られる電気信号か
ら映像信号を生成して、図示しない後段の信号記録部に
出力すると共に後述する制御部に合焦信号を出力する信
号処理部１５と、合焦レンズ１００ａおよび焦点距離調
整レンズ１００ｂの光軸上の位置をそれぞれ検出するレ
ンズ位置検出器１６および１７と、合焦レンズ１００ａ
および焦点距離調整レンズ１００ｂの光軸上の位置をそ
れぞれ移動させるモーター１８および１９と、信号処理
部１５が出力する合焦信号およびレンズ位置検出器１
６，１７の検出信号に基づいて、モーター１８および１
９の駆動を制御して指定されたズーム倍率を得るように
レンズ１００ａおよび１００ｂの光軸上の位置を調整す
る制御部２０とから構成されている。

【０００７】このように構成された第１の従来例のズー
ムシステムでは、使用者が指定するズーム倍率が得られ
るように、ズームレンズ群１００の焦点距離が定められ
ると共にその合焦動作が自動制御され、このズームレン
ズ群１００により得られる光像を映像信号に変換して出
力する。

【０００８】すなわち、合焦レンズ１００ａおよび焦点
距離調整レンズ１００ｂとからなるズームレンズ群１０
０を通過した光像は電荷結合素子４の受光面に結像す
る。電荷結合素子４は、受光面に結像した光像を電気信
号に変換して信号処理部１５に与える。信号処理部１５
は、電荷結合素子４から入力した電気信号を映像信号に
変換して出力すると共に、電荷結合素子の受光面に結像
した光像の合焦の度合いを示す合焦信号を出力する。

【０００９】制御部２０は、信号処理部１５から入力す
る合焦信号およびレンズ位置検出器１６の検出結果に基
づいて、電荷結合素子４の受光面の光像が合焦するよう
にモーター１８を駆動して合焦レンズ１００ａの光軸上
の位置を調節する。また、この制御部２０は、図１０に
示す特性に沿って、指定されたズーム倍率およびレンズ
位置検出器１７の検出結果に基づき、使用者が指定する
ズーム倍率が得られるように、モーター１９を駆動して
合焦レンズ１００ａの主点から電荷結合素子４の受光面
上の結像点までの距離、すなわちズームレンズ１００の
焦点距離を調節する。この場合、合焦点（受光面上の結
像点）が移動しないように、合焦レンズ１００ａの位置
の調整と連動して、焦点距離調整レンズ１００ｂの位置
の調整が行われる。

【００１０】このように、ズームレンズ群１００の焦点
距離と合焦動作を制御する結果、被写体に対するズーム
倍率を連続的な値に設定することができ、図１１（ａ）
および（ｂ）に示すように、接近の度合いの異なった画
角の画像イメージを得ることができる。前述のように、
図１１（ａ）は、ズームレンズ群１００の焦点距離を短
く設定した場合の画像イメージであり、図１１（ｂ）
は、ズームレンズ群１００の焦点距離を長く設定した場
合の画像イメージである。

【００１１】つぎに、図１２に示す第２の従来例にかか
るズームシステムについて説明する。このズームシステ
ムと図９に示す第１の従来例のズームシステムとの構成
上の相違点は、本従来例のズームシステムが、図９に示
すズームレンズ群１００に代えて、単焦点の合焦レンズ
２００ａと、該合焦レンズ２００ａの焦点距離を変更す
るための焦点距離変更レンズ２００ｂと、該焦点距離変
更レンズ２００ｂの光軸上の位置を移動するためのレバ
ー３００とを備えると共に、図９に示すズームレンズ群
１００を制御するための検出器１６，１７、モーター１
８，１９、制御部２０を除去した点である。なお、図１
２に示す本従来例のズームシステムを構成する要素のう
ち、図９に示した第１の従来例のズームシステムの構成
要素と同一要素には同一符号を付し、それらの詳細な説
明を省略する。

【００１２】このように構成された第２の従来例のズー
ムシステムでは、使用者は、指定しようとするズーム倍
率によって、レバー３００を位置Ｐ_a側または位置Ｐ_b側
のいずれかに操作して、焦点距離変更レンズ２００ｂの
光軸上の位置を移動することにより、合焦レンズ２００
ａの焦点距離を変更する。すなわち、図１２に示すレバ
ー３００は、焦点距離変更レンズ２００ｂと結合されて
おり、使用者が、レバー３００を位置Ｐ_aまたは位置Ｐ_b
のいずれかに設定すると、このレバー３００に連動して
焦点距離変更レンズ２００ｂが光軸上を移動し、これに
伴ってズーム倍率が１倍または３倍に設定される。な
お、本従来例の場合、ズーム機構の簡素化のため、レバ
ー３００を位置Ｐ_aと位置Ｐ_bとの間の領域に設定するこ
とができないように装置が構成されており、このため、
使用者が指定可能なズーム倍率は、１倍または３倍のい
ずれかの値に限られるものとなっている。

【００１３】また、本従来例の場合、合焦レンズ２００
ａは固定されているので、ズーム倍率の指定に伴って焦
点距離変更レンズ２００ｂが光軸上を移動すると、合焦
点も移動する。したがって、電荷結合素子４の受光面上
に結像する光像が、焦点距離変更レンズ２００ｂの位置
により合焦しない場合が生じる。この点に関して、本従
来例では、焦点距離を短くすると被写界深度が深くなる
光学特性を利用し、焦点距離が長く設定されたときに電
荷結合素子４の受光面上の光像が合焦するように合焦レ
ンズ２００ａの主点位置を調整しておくことによって、
焦点距離変更レンズ２００ｂが、短焦点距離および長焦
点距離のいずれに設定されても、視覚上、合焦した画像
イメージが得られるものとなっている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た第１の従来例の撮像装置のズームシステムによれば、
ズーム倍率を連続的な値に指定することができ、良好な
光学特性を得ることができる反面、ズームレンズ群など
の光学系の構成が複雑になることに起因して重量が増加
すると共に、装置が高価になるという問題があった。

【００１５】また、前述した第２の従来例の撮像装置の
ズームシステムによれば、装置の構成を簡素化して安価
に実現することができる反面、視覚上、合焦した画像イ
メージを得ようとすると焦点距離の変更範囲が制限され
ると共に、設定可能な焦点距離が離間的であるため、連
続的な値にズーム倍率を設定することができないという
問題があった。

【００１６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであって、離間的な焦点距離しか設定することがで
きない光学系を備えて簡易的に構成された撮像装置であ
っても、連続的な値にズーム倍率を設定することがで
き、しかも安価に実現することができる撮像装置のズー
ムシステムを提供することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決達成するため、以下の構成を有する。すなわち、請求
項１記載の発明にかかる撮像装置のズームシステムは、
指定されたズーム倍率に基づいて焦点距離を離間した所
定の複数の値のいづれかに設定する焦点距離調節機能を
備えて被写体に対して合焦した光像を得る光学手段と、
前記光学手段により得られる前記光像を光電変換して前
記光像に対応した電気信号を生成する光電変換手段と、
前記指定されたズーム倍率に基づいて前記光学手段の焦
点距離が前記複数の値のいづれかに設定されて前記光電
変換手段が生成する電気信号から前記指定されたズーム
倍率に対応する焦点距離に設定して得られる光像に対応
する映像信号を生成する信号生成手段とを備えて構成さ
れている。

【００１８】また、請求項２記載の発明にかかる撮像装
置のズームシステムは、請求項１記載の発明にかかる撮
像装置のズームシステムを構成する光学手段の焦点距離
が、離間した所定の複数の値のうち、指定されたズーム
倍率に対応する焦点距離以下であって最大の値に設定さ
れるように構成されている。

【００１９】さらに、請求項３記載の発明にかかる撮像
装置のズームシステムは、指定されたズーム倍率が第１
の倍率と該第１の倍率より高倍率な第２の倍率との間の
第１の数値領域に指定された場合に、焦点距離を前記第
１の倍率に対応する第１の焦点距離に設定し、前記指定
されたズーム倍率が前記第２の倍率より高い倍率の第２
の数値領域に指定された場合に、焦点距離を第２の倍率
に対応する第２の焦点距離に設定する焦点距離調節機能
を備えて被写体に対して合焦した光像を得る光学手段
と、前記光学手段により得られる前記光像を光電変換し
て前記光像に対応した電気信号を生成する光電変換手段
と、前記指定されたズーム倍率が前記第１の数値領域に
ある場合に、前記光電変換手段が生成する電気信号から
焦点距離が前記第１の焦点距離以上且つ前記第２の焦点
距離より小さい値に設定されて得られる光像に対応する
映像信号を生成し、前記指定されたズーム倍率が前記第
２の数値領域にある場合に、前記光電変換手段が生成す
る電気信号から焦点距離が前記第２の焦点距離以上の値
に設定されて得られる光像に対応する映像信号を生成す
る信号生成手段とを備えて構成されている。

【００２０】請求項１記載の発明にかかる撮像装置のズ
ームシステムによれば、光学手段は、使用者により指定
されたズーム倍率に基づいて焦点距離が離間した所定の
複数の値のいずれかに設定されて、被写体に対して合焦
した光像を結像する。また、光電変換手段は、前記光像
を電気信号に変換して、光像に対応した電気信号を生成
する。さらに、信号生成手段は、前記光学手段の焦点距
離が前記所定の複数の値のいづれかに設定して得られる
電気信号を信号処理して、使用者により指定されたズー
ム倍率に対応する焦点距離に光学手段が設定されたなら
ば得られるであろう光像に対応した映像信号を生成す
る。これにより、光学手段の焦点距離が、前記複数の焦
点距離の離間した所定値以外の値に対応するズーム倍率
が指定されても、この指定されたズーム倍率に設定して
得られる画像イメージの映像信号を得ることができる。

【００２１】請求項２記載の発明にかかる撮像装置のズ
ームシステムによれば、請求項１記載の撮像装置のズー
ムシステムにおいて、光学手段の焦点距離は、離間した
所定の複数の値のうち、指定されたズーム倍率が対応す
る焦点距離以下であって、最大の値に設定される。した
がって、信号生成手段は、使用者が、前記最大の値以上
の焦点距離に対応するズーム倍率を指定した場合、前記
最大の値に焦点距離が設定された光学手段を通過した光
像から得られる電気信号を処理して、指定されたズーム
倍率に対応する映像信号を生成する。

【００２２】請求項３記載の発明にかかる撮像装置のズ
ームシステムによれば、使用者が、第１の倍率より大き
く第２の倍率より小さな第１の数値領域のズーム倍率を
指定した場合、光学手段の焦点距離は、第１の倍率に対
応する焦点距離に設定されて、被写体に対して合焦した
光像を結像する。また、光電変換手段は、光学手段が第
１の倍率に対応する焦点距離に設定されて得られる光像
から電気信号を生成する。さらに、信号生成手段は、こ
の電気信号を信号処理して、光学手段が、前記第１の数
値領域の指定されたズーム倍率に対応する焦点距離に設
定されて得られる光像に対応した映像信号を生成する。
また、使用者が、第２の倍率より大きな第２の数値領域
のズーム倍率を指定した場合、光学手段の焦点距離は、
第２の倍率に対応する焦点距離に設定されて、被写体に
対して合焦した光像を結像する。また、光電変換手段
は、光学手段が第２の倍率に対応する焦点距離に設定さ
れて得られる光像から電気信号を生成する。さらに、信
号生成手段は、この電気信号を信号処理して、光学手段
を前記第２の数値領域の指定されたズーム倍率に対応す
る焦点距離に設定して得られる光像に対応した映像信号
を生成して、指定されたズーム倍率に対応する映像信号
を生成する。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明は、光学系の焦点距離を離
間した複数の値に設定するエクステンダ機能と電子ズー
ムとを組み合わせることにより、連続的な値にズーム倍
率を設定するものである。以下、図１から図８を参照し
て本発明の第１および第２の実施の形態例について説明
する。

【００２４】（第１の実施の形態例）図１は、本発明の
第１の実施の形態例にかかる撮像装置のズームシステム
である。また、図２は、本実施形態例のズームシステム
が備える光学系のズーム倍率特性図であり、使用者が指
定するズーム倍率と光学系の焦点距離から定まるズーム
倍率との関係を表す。図３は、本実施形態例のズームシ
ステムが備える電子ズーム処理部の電子ズーム倍率特性
図であり、この電子ズーム処理部が、光像から得られる
電気信号を電気的に処理して拡大された画像イメージの
電気信号に変換する際の拡大倍率の特性図である。さら
に、図４は、本実施形態例のズームシステムにより得ら
れる画像イメージの拡大倍率の特性図である。

【００２５】図１に示すように、第１の実施形態例にか
かるズームシステムは、被写体の光像を合焦させるため
の合焦レンズ２００ａおよび該合焦レンズ２００ａの焦
点距離を変更するための焦点距離変更レンズ２００ｂか
らなるレンズ群２００（光学手段）と、該レンズ群２０
０を通過した光像を光電変換して電気信号に変える電荷
結合素子４（光電変換手段）と、該電荷結合素子４によ
り得られる電気信号から映像信号を生成して、図示しな
い後段の信号記録部に出力する信号処理部５と、前記焦
点距離変更レンズ２００ｂの光軸上の位置を定めるレン
ズ位置調整部３と、該レンズ位置調整部３から使用者が
指定するズーム倍率を示す倍率指示信号を入力し、該信
号に基づいて信号処理部５が生成する映像信号を拡大さ
れた画像イメージの映像信号に変換する電子ズーム処理
部６とから構成され、前記信号処理部５および前記電子
ズーム処理部６は信号生成部６０（信号生成手段）を構
成する。

【００２６】ここで、図１に示すレンズ位置調整部３
は、使用者が所望するズーム倍率を設定するためのレバ
ー３ａと、該レバー３ａに連動して焦点距離変更レンズ
２００ｂを光軸上の位置Ｐ_1aまたは位置Ｐ_1bのいずれか
に安定させるように摺動する摺動部３ｂと、該摺動部３
ｂを支持してガイドする固定台３ｃとから構成されてい
る。なお、摺動部３ｂには焦点距離変更レンズ２００ｂ
が固定されおり、摺動部３ｂが固定台３ｃにガイドされ
て摺動すると、焦点距離変更レンズ２００ｂが光軸上を
移動して位置Ｐ_1aまたは位置Ｐ_1bのいずれかに固定され
る。

【００２７】このように構成された本実施形態例のズー
ムシステムでは、使用者が、レバー３ａを操作して所望
するズーム倍率を指定すると、このレバー３ａに連動し
て摺動する摺動部３ｂに固定された焦点距離変更レンズ
２００ｂが、位置Ｐ_1aまたは位置Ｐ_1bのいづれかに安定
する。ここで、焦点距離変更レンズ２００ｂが位置Ｐ_1a
に安定すると、合焦レンズ２００ａの焦点距離は短く変
更されて、図２の特性図に示すように光学系２００のズ
ーム倍率が１倍に変更される。また、焦点距離変更レン
ズ２００ｂが位置Ｐ_1bに安定すると、合焦レンズ２００
ａの焦点距離は長く変更されて、光学系２００のズーム
倍率が３倍に変更される。このように、使用者は、レバ
ー３ａを操作することによって、このズームシステムを
構成する光学系２００のズーム倍率を、１倍または３倍
のいずれかに変更することができる。

【００２８】つぎに、電荷結合素子４は、使用者がレバ
ー３ａを操作して１倍または３倍のいずれかにズーム倍
率が設定された光学系２００により得られる光像から電
気信号を生成して信号処理部５に与え、信号処理部５
は、この電気信号を映像信号に変換する。また、電子ズ
ーム処理部６は、レンズ位置調整部３から使用者に指定
されたズーム倍率を示す倍率指示信号を入力し、図３に
示す特性に従って信号処理部５が生成した映像信号を信
号処理して、指定されたズーム倍率で得られる画像イメ
ージに対応した映像信号を生成する。

【００２９】たとえば、ズーム倍率として２倍を得たい
場合、使用者は、図１に示すレンズ位置調整部３のレバ
ー３ａを位置Ｐ₂₀に設定する。この場合、焦点距離変更
レンズ２００ｂは、位置Ｐ_1aに固定され、光学系２００
のズーム倍率は、図２の特性に示すように１倍に設定さ
れる。そして、信号処理部５は、光学系２００のズーム
倍率が１倍に設定されて得られる光像を光電変換して得
られる電気信号から映像信号を生成する。

【００３０】一方、電子ズーム処理部６は、レンズ位置
調整部３から入力する倍率指示信号により、使用者が指
定するズーム倍率を認識し、図３の特性図から、レバー
３ａの位置Ｐ₂₀に対応する倍率（2倍)を求め、さらに、
この倍率（2倍)を用いて、信号処理部５が生成した映像
信号の画像イメージを拡大処理して、この拡大処理され
た画像イメージの映像信号を信号処理部５に戻す。信号
処理部５は、電子ズーム処理部６から、拡大された画像
イメージの映像信号を受け取って外部の信号記録装置等
に出力する。

【００３１】また、ズーム倍率として４倍を得たい場
合、使用者は、図１に示すレンズ位置調整部３のレバー
３ａを位置Ｐ₄₀に設定する。この場合、焦点距離変更レ
ンズ２００ｂは、位置Ｐ_1bに固定され、光学系２００の
ズーム倍率は、図２に示す特性から３倍に設定される。
そして、信号処理部５は、光学系２００のズーム倍率が
３倍に設定されて得られる光像を光電変換して得られる
電気信号から映像信号を生成する。

【００３２】一方、電子ズーム処理部６は、レンズ位置
調整部３から入力する倍率指示信号により、使用者が指
定するズーム倍率を認識し、図３に示す特性から、レバ
ー３ａの位置Ｐ₄₀に対応する倍率（1.33倍)を求め、さ
らに、この倍率（1.33倍)を用いて、信号処理部５が生
成した映像信号の画像イメージを拡大処理する。この結
果、ズームシステムとしてのズーム倍率は、光学系２０
０のズーム倍率（3倍）と電子ズーム処理部６の拡大倍
率（1.33倍）とを掛け合わせて、約４倍となる。

【００３３】そして、信号処理部５は、電子ズーム処理
部６から信号処理により拡大処理された画像イメージの
映像信号を受け取って、これを外部に出力する。図３に
示すように、電子ズーム処理部６の特性は、使用者が指
定するズーム倍率に対応して拡大された画像イメージが
得られるように、光学系２００の焦点距離に応じて２段
階に切り替わるものとなっている。

【００３４】このように、レバー３ａの位置により離間
的に定められる光学系２００の焦点距離に応じて、電子
ズーム処理部６は、使用者が指定するズーム倍率に一致
した画像イメージが得られるように、図３の特性図から
求めた倍率を用いて、信号処理部５が生成する映像信号
を処理をする。この結果、光学系２００の焦点距離が離
間した値にしか設定できない簡易的なものであっても、
図４の特性に示すように、使用者により指定されたズー
ム倍率に対応した倍率の画像イメージを得ることができ
る。

【００３５】（第２の実施の形態例）つぎに、図５から
図８を参照して、本発明の第２の実施形態例にかかる撮
像装置のズームシステムについて説明する。図５は、本
発明の第２の実施の形態例にかかる撮像装置のズームシ
ステムである。また、図６は、本実施形態例のズームシ
ステムが備える光学系のズーム倍率特性図であり、使用
者が指定するズーム倍率と焦点距離から定まる光学系の
ズーム倍率との関係を表す。図７は、本実施形態例のズ
ームシステムが備える電子ズーム処理部の電子ズーム倍
率特性図であり、この電子ズーム処理部が光像から得ら
れる電気信号を電気的に処理して拡大された画像イメー
ジの電気信号に変換する際の拡大倍率の特性図である。
さらに、図８は、本実施形態例のズームシステムにより
得られる画像イメージの拡大倍率の特性図である。

【００３６】図５に示す本実施形態例にかかるズームシ
ステムと図１に示す第１の実施形態例にかかるズームシ
ステムとの構成上の相違点は、本実施形態例にかかるズ
ームシステムが、図１のレンズ位置調整部３に代えてレ
ンズ位置調整部３０を備えた点である。なお、本実施形
態例のズームシステムを構成する電子ズーム処理部６
は、機能的には第１の実施形態例のズームシステムを構
成する電子ズーム処理部６と同様のものであるが、後述
するように、その特性が光学系の焦点距離に応じて４段
階に切り替わるものとなっている。

【００３７】図５に示すレンズ位置調整部３０は、使用
者が所望するズーム倍率を設定するためのレバー３０ａ
と、摺動部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄおよび固定台３０ｅ
とから構成され、焦点距離変更レンズ２００ｂの光軸上
の位置が、レバー３０ａに連動して、位置Ｐ_2aから位置
Ｐ_2dのいずれかに固定するように構成されている。すな
わち、このレンズ位置調整部３０は、図１に示すレンズ
位置調整部３を発展させたものであって、合焦レンズ２
００ａの焦点距離をさらに細かく変更することができる
ように構成したものである。

【００３８】本実施の形態例において、たとえば、ズー
ム倍率として2.5倍を得たい場合、使用者は、図５に示
すレンズ位置調整部３０のレバー３０ａを位置Ｐ₂₅に設
定する。この場合、焦点距離変更レンズ２００ｂは、位
置Ｐ_2bに固定されて、光学系２００のズーム倍率は、図
６に示すように２倍に設定される。そして、信号処理部
５は、光学系２００のズーム倍率が２倍に設定されて得
られる光像を光電変換して得られる電気信号から映像信
号を生成する。

【００３９】一方、電子ズーム処理部６は、レンズ位置
調整部３０から入力する倍率指示信号により、使用者が
指定するズーム倍率を認識し、図７の特性図から、レバ
ー３０ａの位置Ｐ₂₅に対応する倍率（1.25倍)を求め
る。そして、この倍率（1.25倍)を用いて、信号処理部
５が生成した映像信号の画像イメージを拡大処理し、こ
の拡大処理された画像イメージの映像信号を信号処理部
５に戻す。信号処理部５は、電子ズーム処理部６から、
この信号処理により拡大された画像イメージの映像信号
を受け取って外部の信号記録装置等に出力する。

【００４０】この結果、このズームシステムとしてのズ
ーム倍率は、光学系２００のズーム倍率（2倍）と電子
ズーム処理部６の拡大倍率（1.25倍）とを掛け合わせ
て、2.5倍となり、使用者が所望するズーム倍率と一致
した画像イメージの映像信号が得られる。図７に示すよ
うに、電子ズーム処理部６の特性は、使用者が指定する
ズーム倍率に対応して拡大された画像イメージが得られ
るように、光学系２００の焦点距離に応じて４段階に切
り替わるものとなっている。

【００４１】このように、レバー３０ａの位置により離
間的に定まる光学系２００の焦点距離に応じて、電子ズ
ーム処理部６は、使用者が指定するズーム倍率に一致し
た画像イメージが得られるように、図７の特性図から求
めた倍率を用いて、信号処理部５が生成する映像信号を
信号処理をする。この結果、光学系２００の焦点距離が
離間した値にしか設定できない簡易的なものであって
も、図８の特性に示すように、指定されたズーム倍率に
対応した倍率の画像イメージを得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、離間的な焦点距離にしか設定することができ
ない簡易的な光学系を用いて、任意の連続的したズーム
倍率を設定することができ、光学系をズームレンズで構
成した従来のズームシステムと同等の性能を持つズーム
システムを安価に且つ簡易に実現することができる。

【００４３】また、焦点距離を多段階に設定することが
できるエクステンダ機能を備えた光学系と電子ズームと
を組み合わせて構成したので、ズームシステムのズーム
比を大きく設定する場合、電子ズーム自体のズーム比を
さほど大きくする必要がなくなり、電子ズームに起因す
る画質の低下を抑えることができる。

【００４４】さらに、多数のレンズ群から構成されるズ
ームレンズを用いたズームシステムに比較して、極めて
軽量に装置を構成することができ、しかも、光学系の制
御動作を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態例の撮像装置のズー
ムシステムの構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態例のズームシステム
を構成する光学系のズーム倍率の特性図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態例のズームシステム
を構成する電子ズーム処理部の電子ズーム倍率の特性図
である。

【図４】本発明の第１の実施の形態例のズームシステム
により得られる画像イメージの拡大倍率の特性図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施の形態例のズームシステム
の構成図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態例のズームシステム
を構成する光学系のズーム倍率の特性図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態例のズームシステム
を構成する電子ズーム処理部の電子ズーム倍率の特性図
である。

【図８】本発明の第２の実施の形態例のズームシステム
により得られる画像イメージの拡大倍率の特性図であ
る。

【図９】第１の従来例のズームシステムの構成図であ
る。

【図１０】第１の従来例のズームシステムのズーム倍率
特性図である。

【図１１】（ａ）は、光学系の焦点距離を短側に設定し
て得られる画像イメージを表す図である。（ｂ）は、光
学系の焦点距離を長側に設定して得られる画像イメージ
を表す図である。

【図１２】第２の従来例のズームシステムの構成図であ
る。

【図１３】第２の従来例のズームシステムのズーム倍率
特性図である。

【符号の説明】

３，３０ レンズ位置調整部 ３ａ，３０ａ レバー ３ｂ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ 摺動部 ３ｃ，３０ｅ 固定台 ４ 電荷結合素子 ５ 信号処理部 ６ 電子ズーム処理部 ６０ 信号生成部 ２００ 光学系 ２００ａ 合焦レンズ ２００ｂ 焦点距離変更レンズ Ｐ_1a，Ｐ_1b，Ｐ_2a〜Ｐ_2d，Ｐ₁₀〜Ｐ₅₀ 位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指定されたズーム倍率に基づいて焦点距
   離を離間した所定の複数の値のいづれかに設定する焦点
   距離調節機能を備えて被写体に対して合焦した光像を得
   る光学手段と、 前記光学手段により得られる前記光像を光電変換して前
   記光像に対応した電気信号を生成する光電変換手段と、 前記指定されたズーム倍率に基づいて前記光学手段の焦
   点距離が前記複数の値のいづれかに設定されて前記光電
   変換手段が生成する電気信号から前記指定されたズーム
   倍率に対応する焦点距離に設定して得られる光像に対応
   する映像信号を生成する信号生成手段と、を備えたこと
   を特徴とする撮像装置のズームシステム。
2. 【請求項２】 光学手段の焦点距離が、離間した所定の
   複数の値のうち、指定されたズーム倍率に対応する焦点
   距離以下であって最大の値に設定されることを特徴とす
   る請求項１記載の撮像装置のズームシステム。
3. 【請求項３】 指定されたズーム倍率が第１の倍率と該
   第１の倍率より高倍率な第２の倍率との間の第１の数値
   領域に指定された場合に、焦点距離を前記第１の倍率に
   対応する第１の焦点距離に設定し、前記指定されたズー
   ム倍率が前記第２の倍率より高い倍率の第２の数値領域
   に指定された場合に、焦点距離を第２の倍率に対応する
   第２の焦点距離に設定する焦点距離調節機能を備えて被
   写体に対して合焦した光像を得る光学手段と、 前記光学手段により得られる前記光像を光電変換して前
   記光像に対応した電気信号を生成する光電変換手段と、 前記指定されたズーム倍率が前記第１の数値領域にある
   場合に、前記光電変換手段が生成する電気信号から焦点
   距離が前記第１の焦点距離以上且つ前記第２の焦点距離
   より小さい値に設定されて得られる光像に対応する映像
   信号を生成し、前記指定されたズーム倍率が前記第２の
   数値領域にある場合に、前記光電変換手段が生成する電
   気信号から焦点距離が前記第２の焦点距離以上の値に設
   定されて得られる光像に対応する映像信号を生成する信
   号生成手段と、を備えたことを特徴とする撮像装置のズ
   ームシステム。