JP6727905B2 - アタッチメント光学系、撮像装置、および撮像システム - Google Patents

アタッチメント光学系、撮像装置、および撮像システム Download PDF

Info

Publication number
JP6727905B2
JP6727905B2 JP2016089453A JP2016089453A JP6727905B2 JP 6727905 B2 JP6727905 B2 JP 6727905B2 JP 2016089453 A JP2016089453 A JP 2016089453A JP 2016089453 A JP2016089453 A JP 2016089453A JP 6727905 B2 JP6727905 B2 JP 6727905B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
information
chromatic aberration
channel
image pickup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016089453A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016218439A5 (ja
JP2016218439A (ja
Inventor
矢北 真一郎
真一郎 矢北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of JP2016218439A publication Critical patent/JP2016218439A/ja
Publication of JP2016218439A5 publication Critical patent/JP2016218439A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6727905B2 publication Critical patent/JP6727905B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/61Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/663Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices for controlling interchangeable camera parts based on electronic image sensor signals
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/61Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise the noise originating only from the lens unit, e.g. flare, shading, vignetting or "cos4"
    • H04N25/611Correction of chromatic aberration

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Accessories Of Cameras (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Description

本発明はアタッチメント光学系、像装置、および撮像システムに関する。
従来より、撮影光学系の像面側に装着可能なアタッチメント光学系は、装着される撮影光学系の焦点距離を変更して、撮影画界を変更させたり、前記撮影光学系の像円径に対応していない撮像装置で撮影する際に装着されるものである。特許文献1には、色分解プリズムと組み合わされて使用されることを前提に設計された、3板式カメラ用の撮影レンズと、単板式カラーカメラとを組み合わせて用いることができるものが開示されている。
また、カラー方式の撮像装置では、R(赤)チャンネル、G(緑)チャンネル、B(青)チャンネルの画像を重ね合わせることでカラー画像を再現している。被写体が撮影光学系を通して撮像素子に結像される際にレンズの倍率色収差より各チャンネルの映像がずれてしまう現象が発生する。このずれを電気的に補正する様々な手法が提案されている。特許文献2では、レンズ交換式のシステムに好適な交換レンズが開示されている。
また、特許文献3は、焦点距離を遷移するエクステンダー機能を内蔵したレンズを使用するカラーテレビジョンカメラを開示している。特許文献3には、エクステンダーの切替え状態に合わせ、最適歪み補正量を出力し、絶えず撮像条件が変化する被写体に対して調整している状態で、エクステンダーを切替えても切替え前の調整状態を破壊しないため、エクステンダーの切替えの都度、歪み補正量の再設定をする必要がないことが開示されている。
特開2014−170043号公報 特許5279934号公報 特開昭62−194787号公報
撮影光学系に、アタッチメント光学系等、焦点距離を変更する光学系を取り付けることにより、倍率色収差が変化する。従って、撮影光学系が焦点距離を変更する光学系に取り付けられているシステムにおいて、デジタル収差補正のために、撮影光学系に予め記憶されている倍率色収差補正データをそのまま使用すると、十分な補正効果が得られず、また場合によっては悪化させるという問題点があった。
本発明は倍率色収差補正に有利なアタッチメント光学系、撮像装置、および撮像システムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するためのアタッチメント光学系は、撮光学系と撮像装置との間に着脱可能に装着され、前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づき、前記撮像光学系および前記アタッチメント光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報得る演算部と、前記第2の情報を前記撮像装置に送信する送信部と、を有し、前記第1の情報及び前記第2の情報は、それぞれ、像高の最大像高に対する比に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、およびFナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、前記演算部は、定数をKとし、像高の最大像高に対する比をrとし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA1R(r)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB1R(r)とし、rを変数とする青チャンネルに関する関数をC1B(r)とし、rを変数とする赤チャンネルに関する関数をC1R(r)として、B1B(r)およびB1R(r)は、
1B(r)=K・A1B(r)+C1B(r)
1R(r)=K・A1R(r)+C1R(r)
なる式に基づいて得ることを特徴とする。
また、上記目的を達成するための別の態様のアタッチメント光学系は、撮像光学系と撮像装置との間に着脱可能に装着されるアタッチメント光学系であって、前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づき、前記撮像光学系および前記アタッチメント光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、前記第2の情報を前記撮像装置に送信する送信部とを有し、前記第1の情報は、前記撮像光学系の像面での像高に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、およびFナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、前記第2の情報は、前記撮像光学系と前記アタッチメント光学系とによる像面での像高に基づいて倍率色収差量を取得するための情報であり、前記演算部は、定数をKとし、前記撮像光学系と前記アタッチメント光学系とによる像面での像高をy´とし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA2R(y´)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB2R(y´)とし、y´を変数とする青チャンネルに関する関数をC2B(y´)とし、y´を変数とする赤チャンネルに関する関数をC2R(y´)として、B2B(y´)およびB2R(y´)は、
2B(y´)=K・A2B(y´/K)+C2B(y´)
2R(y´)=K・A2R(y´/K)+C2R(y´)
なる式に基づいて得る、ことを特徴とする。
あるいは、上記目的を達成するための撮像装置は、撮像光学系が着脱可能で、撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子との間に配されて前記撮像光学系の焦点距離とは異なる合成焦点距離得るための光学系と、を有し、前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づいて、前記撮像光学系および前記合成焦点距離を得るための光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、を有し、前記第1の情報及び前記第2の情報は、それぞれ、像高の最大像高に対する比に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、およびFナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、前記演算部は、定数をKとし、像高の最大像高に対する比をrとし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA1R(r)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB1R(r)とし、rを変数とする青チャンネルに関する関数をC1B(r)とし、rを変数とする赤チャンネルに関する関数をC1R(r)として、B1B(r)およびB1R(r)は、
1B(r)=K・A1B(r)+C1B(r)
1R(r)=K・A1R(r)+C1R(r)
なる式に基づいて得ることを特徴とする。
あるいは、上記目的を達成するための撮像装置は、撮像光学系が着脱可能で、撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子との間に配されて前記撮像光学系の焦点距離とは異なる合成焦点距離得るための光学系と、を有する撮像装置であって、前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づいて、前記撮像光学系および前記合成焦点距離を得るための光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、を有し、前記第1の情報は、前記撮像光学系の像高に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、Fナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、前記第2の情報は、前記撮像光学系と前記合成焦点距離を得るための光学系とによる像面での像高に基づいて倍率色収差量を取得するための情報であり、前記演算部は、定数をKとし、前記撮像光学系と前記合成焦点距離を得るための光学系とによる前記像面での像高をy´とし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA2R(y´)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB2R(y´)とし、y´を変数とする青チャンネルに関する関数をC (y´)とし、y´を変数とする赤チャンネルに関する関数をC (y´)として、B2B(y´)およびB2R(y´)は、
2B(y´)=K・A2B(y´/K)+C2B(y´)
2R(y´)=K・A2R(y´/K)+C2R(y´)
なる式に基づいて得ることを特徴とする。
本発明によれば、倍率色収差の補正に有利なアタッチメント光学系撮像装置、および撮像システムを提供することができる
本発明のアタッチメント光学系を含む撮影システムの模式図である。 本発明の実施例1のフローチャートである。 本発明の撮像装置を含む撮影システムの模式図である。 本発明の実施例2のフローチャートである。 本発明の数値実施例1−1の撮影光学系の広角端、無限遠合焦時の断面図である。 本発明の数値実施例1−2の光学系の広角端、無限遠合焦時の断面図である。 本発明の数値実施例1−1の撮影光学系の実施例1及び実施例2における(a)広角端及び(b)望遠端での無限遠合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の数値実施例1−1の撮影光学系の実施例1及び実施例2における(a)広角端及び(b)望遠端での物体距離0.82m合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の数値実施例1−2における実施例1及び実施例2における(a)広角端及び(b)望遠端での無限遠合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の数値実施例1−2における実施例1及び実施例2における(a)広角端及び(b)望遠端での物体距離0.82m合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の実施例3のフローチャートである。 本発明の実施例4のフローチャートである。 本発明の数値実施例1−1の撮影光学系の実施例3及び実施例4における(a)広角端及び(b)望遠端での無限遠合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の数値実施例1−1の撮影光学系の実施例3及び実施例4における(a)広角端及び(b)望遠端での物体距離0.82m合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の数値実施例1−2における実施例3及び実施例4における(a)広角端及び(b)望遠端での無限遠合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。 本発明の数値実施例1−2における実施例3及び実施例4における(a)広角端及び(b)望遠端での物体距離0.82m合焦時の倍率色収差の測定値と計算値である。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。本発明の焦点距離を変更する光学系及び撮影システムの構成の概略を以下に記す。
本発明の撮影システムは、物体側から順に、撮影光学系、焦点距離を変更する光学系、撮像素子からなる。焦点距離を変更する光学系は、撮影光学系と撮像装置との間で各々に対して着脱可能に装着されてもよいし、撮像素子を有する撮像装置に含まれてもよい。また、前記撮影システムは、受信部と演算部を備える。受信部は、撮影光学系に予め記憶され該撮影光学系に起因する倍率色収差を補正するための倍率色収差補正データ(第1の情報)AB及びARを受信する。演算部は、倍率色収差補正データAB及びARと焦点距離を変更する光学系の光学特性とに基づき、前記撮影光学系と該焦点距離を変更する光学系とに起因する倍率色収差を補正するための新たな倍率色収差補正データ(第2の情報)BB及びBRを算出(導出)する。但し、倍率色収差補正データの添字Bは青チャンネルと緑チャンネルのずれ量を、Rは赤チャンネルと緑チャンネルのずれ量を表し、光軸位置を中心とする径方向のずれ量を表す。
更に好ましくは、焦点距離を変更する光学系は、倍率色収差補正データBB及びBRを記憶しておくための記憶部を有するのがよい。これにより、演算処理頻度を少なくできるため、撮影システムとしての処理速度が向上する。
また好ましくは、倍率色収差補正データAB、AR、BB、BRは、像面上で補正する像高の最大像高に対する比(割合)rに基づいて、撮影光学系のズーム位置、フォーカス位置、Fナンバーの各条件における倍率色収差量を取得するための関数A1B(r)、A1R(r)、B1B(r)、B1R(r)で表現されているのがよい。すなわち、倍率色収差補正データA1B(r)、A1R(r)、B1B(r)、B1R(r)は、最大像高に対する比がrとなる像高位置における光軸位置を中心とする径方向へのずれ量を表す。これにより、少ないデータ容量で、任意の像高位置の倍率色収差補正量を取得することができる。
更に、焦点距離を変更する光学系の演算部に予め設定されている所定の定数をK、及び像面上で補正する像高の最大像高に対する比をr、rを変数とする関数をC1B(r)、C1R(r)とする時、演算部において、倍率色収差補正データB1B(r)及びB1R(r)が以下の式で算出されるのがよい。
1B(r)=K・A1B(r)+C1B(r) …(1)
1R(r)=K・A1R(r)+C1R(r) …(2)
あるいは、倍率色収差補正データAB、ARは、撮影光学系の像面における像高yに基づいて、撮影光学系のズーム位置、フォーカス位置、Fナンバーの各条件における各々の倍率色収差量を表す関数A2B(y)、A2R(y)で表現されているのがよい。倍率色収差補正データBB、BRは、撮影光学系に焦点距離を変更する光学系が装着された状態における像面における像高y´に基づく倍率色収差量を表す関数B2B(y´)、B2R(y´)で表現されているのがよい。これにより、少ないデータ容量で、任意の像高位置の倍率色収差補正量を表現することができる。
更に、演算部において、倍率色収差補正データB2B(y´)及びB2R(y´)が以下の式で算出されるのがよい。
2B(y´)=K・A2B(y´/K)+C2B(y´) …(3)
2R(y´)=K・A2R(y´/K)+C2R(y´) …(4)
ここで、Kは焦点距離を変更する光学系の演算部に予め設定されている所定の定数、及びC2B(y´)、C2R(y´)は撮影光学系に焦点距離を変更する光学系が装着された状態における像面での像高y´を変数とする関数である。(1)、(2)式、あるいは(3)、(4)式による算出が好ましい理由について説明する。撮影光学系の倍率色収差量をΔo、焦点距離を変更する光学系の横倍率をβaとしたとき、撮影光学系に焦点距離を変更する光学系を取り付けた時の倍率色収差量をΔoaは以下の式で近似的に表現できる。
Δoa≒Δo・βa …(5)
これは光線の通る領域を光学系の光軸近傍の極めて狭い領域に限定することによって成立する近軸理論と呼ばれる近似理論によるものである。以下の式が言える領域において、近軸理論が成り立つ。
sinθ≒θ …(6)
tanθ≒θ …(7)
cosθ≒1 …(8)
但し、実際の撮影光学系及び焦点距離を変更する光学系においては、(6)式乃至(8)式の領域外において高次収差が発生していたり、焦点距離を変更する光学系が固有に有している倍率色収差が存在するため、実際の倍率色収差量は、(5)式で算出される値に対してずれが生じる。(1)式乃至(2)式、あるいは(3)式乃至(4)式中の所定の定数Kは(5)式のβaを想定して近似するものであり、上記関数をCB、CRは、焦点距離を変更する光学系が固有に有している倍率色収差量を想定するものである。これにより簡易な演算により補正精度の高い倍率色収差補正データを演算することができる。
更に好ましくは、撮影光学系の広角端での焦点距離をf1、撮影光学系に焦点距離を変更する光学系を取り付けた撮影システムの広角端の焦点距離をf2としたとき、以下の条件式を満足するのがよい。
0.8<K・f1/f2<1.2 …(9)
(9)式中のf1/f2はβaの逆数相当し、定数Kとの関係を規定するものである。(9)式の範囲を外れると、上記理由により倍率色収差補正データによる補正精度が劣化する。
更に好ましくは、受信部にて倍率色収差補正データA1B(r)及びA1R(r)の受信が無かった場合、倍率色収差補正データB1B(r)、B1R(r)は演算部にて以下の演算式で算出するのがよい。
1B(r)=C1B(r) …(10)
1R(r)=C1R(r) …(11)
あるいは、受信部にて倍率色収差補正データA2B(y)及びA2R(y)の受信が無かった場合、倍率色収差補正データB2B(y´)、B2R(y´)は演算部にて以下の演算式で算出するのがよい。
2B(y´)=C2B(y´) …(12)
2R(y´)=C2R(y´) …(13)
(10)及び(11)式、あるいは(12)及び(13)式により、少なくとも焦点距離を変更する光学系固有に有している倍率色収差量の補正が可能となる。
また好ましくは、前記定数Kについて使用者が任意に値を変更可能とするとよい。これにより使用者が望ましい補正具合を任意に設定することが可能となる。
以上より、撮影光学系に焦点距離を変更する光学系を装着しても、撮影光学系の全焦点距離域、全フォーカス域、全絞り域において、良好に倍率色収差を補正できる。
図1には、本発明の実施例1であるアタッチメント光学系を有する撮影システムの構成を示している。図1において、128はテレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置であり、101はズームレンズ等の撮影光学系である。125は、装着される撮影光学系の焦点距離を変更して、撮影画界を変更したり、前記撮影光学系の像円径に対応していない撮像装置で撮影する際に装着されるアタッチメント光学系である。アタッチメント光学系125は、マウント120を介して撮影光学系101に対して、またマウント121を介して撮像装置128に対して着脱可能である。
また、119は撮影光学系101に装着されたドライブユニット(制御装置)である。また、撮影光学系101とドライブユニット119とにより撮影光学系システム129が構成される。
撮影光学系システム129とアタッチメント光学系125、及び撮像装置128から撮影システム130が構成される。
このアタッチメント光学系125は、ケーブル132(もしくはアタッチメント光学系125と撮像装置128の合体時に接続される不図示の接点コネクタ)を通じて給電されるように構成されている。また、撮影光学系システム129は、前記ケーブル132、及びアタッチメント光学系125とドライブユニット119を接続するケーブル131を介して、撮像装置128から電源が供給される。(もしくは撮影光学系101とアタッチメント光学系125の合体時に接続される不図示の接点コネクタを介して、撮像装置128から電源が供給される。)
撮影光学系101において、102は合焦のために光軸方向に移動可能なフォーカスレンズユニットである。103は変倍のために光軸方向に移動可能な変倍レンズユニットである。104は光量調節のために開口径を変化させる絞りユニットであり、105は結像のためのレンズユニットである。これらレンズユニット102、103、105及び絞りユニット104により撮影光学系が構成される。
また、109はフォーカスレンズユニット102を光軸方向に駆動するヘリコイド等のフォーカス駆動機構である。112は変倍レンズユニット103を光軸方向に駆動するカム等のズーム駆動機構である。
なお、フォーカス駆動機構109、ズーム駆動機構112および絞りユニット104は、ドライブユニット119による電動駆動が可能であるとともに、手動による駆動も可能である。
ドライブユニット119について説明する。117はこのドライブユニット119の各種動作を制御する撮影光学系の制御装置であり、各種演算処理を行うCPUや、後述する倍率色収差補正データを記憶しているデータメモリ回路118が内蔵されている。110はレンズ制御装置117からの駆動信号に応じて作動し、フォーカス駆動機構109を駆動するフォーカスモータである。113はレンズ制御装置117からの駆動信号に応じて作動し、ズーム駆動機構112を駆動するズームモータである。なお、ドライブユニット119には、フォーカスレンズユニット102の光軸上の位置を検出するために、フォーカス駆動機構109に連結されるエンコーダやポテンショメータ等のフォーカスポジション検出器111が設けられている。また、変倍レンズユニット103の光軸上の位置を検出するために、ズーム駆動機構112に連結されるエンコーダやポテンショメータ等のズームポジション検出器114が設けられている。115はレンズ制御装置117からの駆動信号に応じて撮影光学系101内の絞りユニット104を駆動する絞り駆動回路である。絞りユニット104の絞り量を検出するために、絞りポジション検出器116が設けられている。131は、レンズ制御装置117からアタッチメント光学系125、あるいは撮影光学系の像円径に対応する不図示の撮像装置へ倍率色収差補正データを伝送したり、またドライブユニット119が電源の供給を受けるためのケーブルである。
次に、アタッチメント光学系125において、106は、撮影画界を変更したり、前記撮影光学系のイメージサイズと異なる撮像装置で撮影したりするための光学系である。123は前記レンズ制御装置117から倍率色収差補正データを受け取る受信部(不図示)、及び新しい倍率色収差補正データを算出するための演算部(不図示)、及び撮像装置128にそのデータを送信するための送信部(不図示)からなる制御部である。124は制御部123で新たに算出された倍率色収差補正データを記憶するための記憶部である。122は前記ケーブル131をアタッチメント光学系125に接続するための接続部である。132は前記制御部123で算出された倍率色収差補正データを撮像装置128に伝送したり、また撮像装置128から電源の供給を受けるためのケーブルである。
次に、撮像装置128において、107はフィルタや色分解プリズムに相当するガラスブロック、108は撮影光学系101及びアタッチメント光学系125によって形成された被写体像を光電変換するCCDやCMOSセンサ等の撮像素子である。127は撮像装置128の制御を司るカメラ制御回路であり、撮像素子108から得られた撮像信号と制御部123から得られた倍率色収差補正データを用いて倍率色収差補正を施す画像処理回路が内蔵されている。126は前記ケーブル132を撮像装置128に接続するための接続部である。
実施例1として、図2にアタッチメント光学系125における倍率色収差補正のフローチャートを示す。
まず、ステップ(図ではSと記す)11では、制御部123は撮像装置128から電源が供給された場合はステップ12に進む。ステップ12では、レンズ制御装置117から倍率色収差補正データの受信があるか否か判断し、受信が有った場合はステップ13に進む。ステップ13では、前記演算式(1)及び(2)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ14に進む。ステップ14では前記ステップ13で算出された倍率色収差補正データを前記記憶部124に記憶してステップ15に進む。ステップ15では、ステップ14で記憶された倍率色収差補正データを撮像装置128に送信する。
また、ステップ12にて倍率色収差補正データの受信があるか否かの判断において、受信が無かった場合はステップ16に進む。ステップ16では前記演算式(10)及び(11)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ14に進む。
図3には、本発明の実施例2である焦点距離を変更する光学系を有する撮影システムの構成を示している。図3において、228はテレビカメラやビデオカメラ等の撮像装置である。101はズームレンズ等の撮影光学系である。撮影光学系101は、マウント120を介して撮像装置228に対して着脱可能である。また、119は撮影光学系101に装着されたドライブユニット(制御装置)である。また、撮影光学系101とドライブユニット119とにより撮影光学系システム129が構成される。撮影光学系システム129は図1で示した撮影光学系と同様の構成である。
撮影光学系システム129と撮像装置228から撮影システム230が構成される。
撮影光学系システム129は、ドライブユニット119と撮像装置228を接続するケーブル131(もしくは撮影光学系101と撮像装置228の合体時に接続される不図示の接点コネクタ)を介して、撮像装置228から電源が供給されるように構成されている。
次に、撮像装置228において、206は、撮影画界を変更したり、前記撮影光学系のイメージサイズと異なる撮像装置で撮影したりするための焦点距離を変更する光学系である。223は前記レンズ制御装置117から倍率色収差補正データを受け取る受信部(不図示)、及び新しい倍率色収差補正データを算出するための演算部(不図示)、及び撮像装置228の制御を司る制御部である。224は制御部223で新たに算出された倍率色収差補正データを記憶するための記憶部である。撮像素子208から得られた撮像信号と前記演算された倍率色収差補正データを用いて倍率色収差補正を施す画像処理回路が内蔵されている。222は前記ケーブル131を撮像装置228に接続するための接続部である。
次に、207はフィルタや色分解プリズムに相当するガラスブロック、208は撮影光学系101や光学系206によって形成された被写体像を光電変換するCCDやCMOSセンサ等の撮像素子である。
実施例2として、図4に撮像装置228における倍率色収差補正のフローチャートを示す。
まず、ステップ(図ではSと記す)21では、撮像装置228に電源が供給された場合はステップ22に進む。ステップ22では、制御装置117から倍率色収差補正データの受信があるか否か判断し、受信が有った場合はステップ23に進む。ステップ23では、前記演算式(1)及び(2)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ24に進む。ステップ24では前記ステップ23で算出された倍率色収差補正データを前記記憶部224に記憶する。
また、ステップ22にて倍率色収差補正データの受信があるか否かの判断において、受信が無かった場合はステップ25に進む。ステップ25では前記演算式(10)及び(11)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ24に進む。
図5に本発明の撮影光学系101の光学的構成を示す、広角端、物体距離無限遠合焦状態におけるレンズ断面図である。物体側から像側へ順に、撮影光学系L、ガラスブロックPとして示している色分解プリズムや光学フィルタ等、そして、撮像面Iを有する。撮影光学系Lは、物体側から像側へ順に、第1レンズ群F、変倍レンズ群としての第2レンズ群V1及び第3レンズ群V2、絞りSP、第4レンズ群Rから構成される。第1レンズ群Fは正の屈折力を有し、変倍のためには光軸方向に移動しない前玉レンズ群である。変倍レンズ群としての第2レンズ群V1及び第3レンズ群V2は変倍に際し可動なレンズ群である。第4レンズ群Rは結像作用を有する正の屈折力を有し、変倍の際、移動しないリレー群である。Pは色分解プリズムや光学フィルタ等であり、同図ではガラスブロックとして示している。Iは撮像面であり、像円径がφ11mmに対応するものである。
図6は本発明の実施例1、あるいは実施例2の焦点距離を変更する光学系を含む撮像システムの広角端、物体距離無限遠合焦状態におけるレンズ断面図である。物体側から像側へ順に、撮影光学系L、焦点距離を変更する光学系A、ガラスブロックP´として示している色分解プリズムや光学フィルタ等、そして、撮像面I´を有する。撮影光学系Lは、図5に示した撮像システムに含まれる撮影光学系Lと同じ構成を有する。焦点距離を変更する光学系Aは撮影光学系Lの像円径を変更するための光学系である。撮像面I´は像円径がφ15.96mmに対応するものである。焦点距離を変更する光学系Aを介さない状態における撮像面Iに適合するように設計されている撮影光学系Lに対して、焦点距離を変更する光学系Aを介すことにより像円径が異なる撮像面I´に対応させることが可能となる。
図7に、図5に示した実施例1の焦点距離を変更する光学系を適用する前の光学系の物体距離無限遠に合焦時における(a)広角端及び(b)望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は後述の表1に基づいて算出される。黒丸はe線に対するg線のずれ量の測定値を、白丸はe線に対するC線のずれ量の測定値を表す。また、後述の表4に基づいて算出される倍率色収差補正データとして、一点鎖線は緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量を、二点鎖線は緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量を表す。この記載方法(黒丸、白丸、一点鎖線、二点鎖線)については、以下に示す倍率色収差図においても同様である。
また、図8に、図5に示した実施例1の焦点距離を変更する光学系を適用する前の光学系の物体距離0.82mに合焦時における(a)広角端及び(b)望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。物体距離は、第1レンズ群内の最も物体側のレンズの面頂点からの距離で示す。倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は後述の表1に基づいて算出される。
図9に、図6に示した実施例1あるいは実施例2の光学系の物体距離無限遠に合焦時における(a)広角端及び(b)望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。
図10に、図6に示した実施例1あるいは実施例2の光学系の物体距離0.82mに合焦時における(a)広角端及び(b)望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。物体距離は、第1レンズ群内の最も物体側のレンズの面頂点からの距離で示す。なお、倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は後述の表4に基づいて算出される。
図9、図10に示した倍率色収差を、焦点距離を変更する光学系Aを適用する前の図7、図8に示した倍率色収差と比較すると、本発明の焦点距離を変更する光学系Aにより、像円径が異なる撮像面I´に対応させた場合であっても、倍率色収差を好適に補正可能であることがわかる。
撮影光学系システム内のデータメモリ回路118に予め記憶されている倍率色収差補正データA1B(r)、A1R(r)について説明する。
1B(r)、A1R(r)は、撮影光学系Lのズーム位置、フォーカス位置、Fナンバーの各条件について、最大像高に対する比rを変数とする、倍率色収差量を表す関数の係数がまとめられた表で構成されている。
表1(a)、及び表1(b)に、図5で示される撮影光学系LのA1B(r)、A1R(r)を各々示す。本実施例では、倍率色収差補正データΔを以下の式で表現している。
Δ=a・r3+b・r2+c・r …(14)
rは0〜1の数値であり、rが0の時は撮像素子の中心で、rが1の時は最大像高である像高5.5mmを表す。
Figure 0006727905
本実施例では、簡単のため、緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量はe線に対するg線のずれ量とし、緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量はe線に対するC線のずれ量としている。各色チャンネルの倍率色収差量については、色分解プリズムの分光特性や撮像素子の波長に対する感度により、波長域や各々の波長に対する寄与率を考慮して算出されるのが好ましい。表1はズーム位置が広角端及び望遠端、フォーカス位置が無限遠及び820mm、絞り開放の条件のデータで構成されている。全ズーム域、全フォーカス域、全絞り域に渡って良好な倍率色収差補正のためには、データ間を直線近似して得られる倍率色収差補正データが、実際に発生している倍率色収差を精度よく補正できるだけの分割数とするのが好ましい。更に、(14)式ではrの3次式で倍率色収差補正データ表現しているが、演算処理速度が許す限り実際に発生している倍率色収差を精度よく補正できるだけの次数とするのが好ましい。
図7及び図8で示すように、表1の係数と(14)式により算出された一点鎖線、二点鎖線の倍率色収差データと、黒丸、白丸で示される測定値はほぼ合致しており、表1により、精度良く倍率色収差を補正可能であると言える。
次に、表2に、制御部(演算部)123、あるいは223に予め設定されている所定の定数K、及び最大像高に対する比rを変数とする関数の係数C1B(r)、C1R(r)を示す。係数C1B(r)、C1R(r)を用いて上記(14)式で算出される倍率色収差量は、焦点距離を変更する光学系Aが固有で有する倍率色収差量を表すものである。
Figure 0006727905
また、上記(9)式の各値を表3に示す。
Figure 0006727905
本実施例は、(9)式の上限に近いものである。
ここで、表4(a)及び表4(b)に、上記(1)式、(2)式を用いて算出した倍率色収差補正データB1B(r)及びB1R(r)を各々示す。撮像装置128、あるいは228内の制御回路127、あるいは223では、B1B(r)、B1R(r)で表現される倍率色収差を打ち消す処理が行われる。
Figure 0006727905
図9及び図10において、各プロット点と鎖線がほぼ合致しており、本発明により精度の高い倍率色収差補正データを提供できていると言える。実施例1あるいは実施例2に従えば、上記図9及び図10で示すように、精度の高い倍率色収差補正が可能となる。
以下、実施例1あるいは実施例2の図5と図6に示した撮像システムの光学データをそれぞれ、数値実施例1−1、1−2として以下に示す。各数値データにおいて、iは物体側からの光学面の順序を示す。riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第i+1面との間隔、ndiとνdiはそれぞれd線に対する第i面と第i+1面との間の光学部材の材料の屈折率とアッベ数を示す。面番号に付した*はレンズ面が非球面形状であることを示す。数値実施例の数値データ内のA3〜A12は非球面係数であり、光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてxとするとき、非球面係数は
Figure 0006727905
で表される。但しRは近軸曲率半径、Kは円錐定数である。
(数値実施例1−1)
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 -213.433 1.80 1.72916 54.7 82.90
2 213.433 5.58 80.63
3 556.690 1.80 1.80518 25.4 80.22
4 101.319 14.94 1.43875 94.9 79.10
5 -162.669 0.15 79.19
6 175.439 8.28 1.61800 63.3 78.80
7 -345.082 6.77 78.53
8 106.566 10.62 1.49700 81.5 74.34
9 -301.725 0.15 73.45
10 66.906 6.52 1.72916 54.7 65.82
11 159.414 (可変) 64.95
12* 135.799 0.70 1.88300 40.8 27.49
13 14.159 6.06 21.73
14 -131.437 6.68 1.80809 22.8 21.52
15 -13.727 0.70 1.81600 46.6 21.23
16 48.936 0.16 20.32
17 23.757 5.95 1.53172 48.8 20.46
18 -28.902 0.26 19.98
19 -26.005 0.70 1.83481 42.7 19.92
20 -258.788 (可変) 19.82
21 -28.262 0.70 1.74320 49.3 21.41
22 46.007 2.80 1.84666 23.8 23.55
23 -1313.700 (可変) 24.07
24(絞り) ∞ 1.30 28.08
25 1095.091 4.36 1.65844 50.9 29.22
26 -35.085 0.15 29.66
27 80.854 2.44 1.51633 64.1 30.44
28 -26300.000 0.15 30.41
29 92.852 6.77 1.51633 64.1 30.35
30 -32.467 1.80 1.83400 37.2 30.09
31 -204.659 35.20 30.43
32 61.362 6.26 1.51633 64.1 30.43
33 -52.603 1.73 30.06
34 -98.726 1.80 1.83481 42.7 28.25
35 32.111 5.75 1.51742 52.4 27.41
36 -91.243 4.40 27.60
37 62.274 6.77 1.48749 70.2 27.73
38 -29.818 1.80 1.83400 37.2 27.47
39 -355.420 0.15 27.90
40 53.543 4.40 1.51823 58.9 28.13
41 -73.907 5.00 27.98
42 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
43 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
44 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 8.58860e+000 A 4= 8.72570e-006 A 6=-1.90211e-008 A 8= 9.49066e-011 A10=-9.79700e-013 A12= 7.34817e-015
A 3=-9.99333e-007 A 5=-5.91697e-008 A 7=-4.82122e-010 A 9= 2.01841e-011 A11=-1.38838e-013

各種データ
ズーム比 21.00

焦点距離 7.80 163.80
Fナンバー 1.80 2.69
画角 35.19 1.92
像高 5.50 5.50
レンズ全長 286.17 286.17
BF 7.17 7.17

d11 0.67 53.43
d20 55.71 6.07
d23 4.85 1.73
d44 7.17 7.17

入射瞳位置 50.20 608.47
射出瞳位置 318.13 318.13
前側主点位置 58.19 858.55
後側主点位置 -0.63 -156.63

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 68.20 56.61 36.62 2.85
2 12 -13.40 21.23 2.17 -11.59
3 21 -42.80 3.50 -0.09 -2.01
4 24 62.21 136.44 71.95 -141.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -145.46
2 3 -152.69
3 4 144.44
4 6 188.64
5 8 159.37
6 10 152.88
7 12 -17.85
8 14 18.31
9 15 -13.00
10 17 25.40
11 19 -34.49
12 21 -23.35
13 22 52.04
14 25 51.47
15 27 155.54
16 29 47.29
17 30 -46.20
18 32 55.70
19 34 -28.68
20 35 46.44
21 37 42.24
22 38 -38.88
23 40 60.39
24 42 0.00
25 43 0.00
(数値実施例1−2)
単位 mm

面データ
面番号i ri di ndi vdi 有効径
1 -213.433 1.80 1.72916 54.7 82.90
2 213.433 5.58 80.63
3 556.690 1.80 1.80518 25.4 80.22
4 101.319 14.94 1.43875 94.9 79.10
5 -162.669 0.15 79.19
6 175.439 8.28 1.61800 63.3 78.80
7 -345.082 6.77 78.53
8 106.566 10.62 1.49700 81.5 74.34
9 -301.725 0.15 73.45
10 66.906 6.52 1.72916 54.7 65.82
11 159.414 (可変) 64.95
12* 135.799 0.70 1.88300 40.8 27.49
13 14.159 6.06 21.73
14 -131.437 6.68 1.80809 22.8 21.52
15 -13.727 0.70 1.81600 46.6 21.23
16 48.936 0.16 20.32
17 23.757 5.95 1.53172 48.8 20.46
18 -28.902 0.26 19.98
19 -26.005 0.70 1.83481 42.7 19.92
20 -258.788 (可変) 19.82
21 -28.262 0.70 1.74320 49.3 21.41
22 46.007 2.80 1.84666 23.8 23.55
23 -1313.700 (可変) 24.07
24(絞り) ∞ 1.30 28.08
25 1095.091 4.36 1.65844 50.9 29.22
26 -35.085 0.15 29.66
27 80.854 2.44 1.51633 64.1 30.44
28 -26300.000 0.15 30.41
29 92.852 6.77 1.51633 64.1 30.35
30 -32.467 1.80 1.83400 37.2 30.09
31 -204.659 35.20 30.43
32 61.362 6.26 1.51633 64.1 30.43
33 -52.603 1.73 30.06
34 -98.726 1.80 1.83481 42.7 28.25
35 32.111 5.75 1.51742 52.4 27.41
36 -91.243 4.40 27.60
37 62.274 6.77 1.48749 70.2 27.73
38 -29.818 1.80 1.83400 37.2 27.47
39 -355.420 0.15 27.90
40 53.543 4.40 1.51823 58.9 28.13
41 -73.907 5.00 27.98
42 74.478 1.70 1.59240 68.3 25.06
43 22.163 6.75 23.54
44 -54.371 1.50 1.76385 48.5 23.78
45 24.534 5.85 1.85026 32.3 25.45
46 -473.023 0.15 25.84
47 34.820 7.36 1.48749 70.2 26.73
48 -34.541 1.50 2.04976 27.1 26.57
49 -63.119 0.15 27.03
50 118.792 3.45 1.48749 70.2 26.76
51 -458.900 4.83 26.38
52 ∞ 33.00 1.60859 46.4 40.00
53 ∞ 13.20 1.51680 64.2 40.00
54 ∞ (可変) 40.00
像面 ∞

非球面データ
第12面
K = 8.58860e+000 A 4= 8.72570e-006 A 6=-1.90211e-008 A 8= 9.49066e-011 A10=-9.79700e-013 A12= 7.34817e-015
A 3=-9.99333e-007 A 5=-5.91697e-008 A 7=-4.82122e-010 A 9= 2.01841e-011 A11=-1.38838e-013

各種データ
ズーム比 21.00

焦点距離 11.31 237.51
Fナンバー 2.61 3.90
画角 35.21 1.92
像高 7.98 7.98
レンズ全長 319.41 319.41
BF 7.17 7.17

d11 0.67 53.43
d20 55.71 6.07
d23 4.85 1.73
d54 7.17 7.17

入射瞳位置 50.20 608.47
射出瞳位置 -2242.78 -2242.78
前側主点位置 61.45 820.90
後側主点位置 -4.14 -230.34

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 68.20 56.61 36.62 2.85
2 12 -13.40 21.23 2.17 -11.59
3 21 -42.80 3.50 -0.09 -2.01
4 24 66.45 169.67 64.37 -192.67

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -145.46
2 3 -152.69
3 4 144.44
4 6 188.64
5 8 159.37
6 10 152.88
7 12 -17.85
8 14 18.31
9 15 -13.00
10 17 25.40
11 19 -34.49
12 21 -23.35
13 22 52.04
14 25 51.47
15 27 155.54
16 29 47.29
17 30 -46.20
18 32 55.70
19 34 -28.68
20 35 46.44
21 37 42.24
22 38 -38.88
23 40 60.39
24 42 -53.73
25 44 -21.84
26 45 27.38
27 47 36.73
28 48 -74.04
29 50 193.30
30 52 0.00
31 53 0.00
本発明の実施例3について説明する。実施例3の撮影システムの構成は図1に記載した実施例1の構成と同様である。図11にアタッチメント光学系125における倍率色収差補正のフローチャートを示す。
まず、ステップ(図ではSと記す)31では、制御部123は撮像装置128から電源が供給された場合はステップ32に進む。ステップ32では、制御装置117から倍率色収差補正データの受信があるか否か判断し、受信が有った場合はステップ33に進む。ステップ33では、演算式(3)及び(4)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ34に進む。ステップ34ではステップ33で算出された倍率色収差補正データを記憶部124に記憶してステップ35に進む。ステップ35では、ステップ34で記憶された倍率色収差補正データを撮像装置128に送信する。
また、ステップ32にて倍率色収差補正データの受信があるか否か判断し、受信が無かった場合はステップ36に進む。ステップ36では演算式(12)及び(13)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ34に進む。
本発明の実施例4について説明する。実施例4の撮影システムの構成は図3に記載した実施例2の構成と同様である。図12に撮像装置228における倍率色収差補正のフローチャートを示す。
まず、ステップ(図ではSと記す)41では、撮像装置228に電源が供給された場合はステップ42に進む。ステップ42では、制御装置117から倍率色収差補正データの受信があるか否か判断し、受信が有った場合はステップ43に進む。ステップ43では、演算式(3)及び(4)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ44に進む。ステップ44ではステップ43で算出された倍率色収差補正データを記憶部224に記憶する。
また、ステップ42にて倍率色収差補正データの受信があるか否か判断し、受信が無かった場合はステップ45に進む。ステップ45では演算式(12)及び(13)に従って倍率色収差補正データを算出してステップ44に進む。
次に、数値実施例について説明する。実施例3、あるいは実施例4の光学系の構成は、実施例1あるいは実施例2で示した、焦点距離を変更する光学系Aが装着された場合の図6、撮影光学系の図5、と同様である。
図13(a)、図13(b)に、実施例3あるいは実施例4の数値実施例1−1における撮影光学系の物体距離無限遠に合焦時における(図13(a))広角端及び(図13(b))望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。なお、倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は後述の表5及び(15)式に基づいて算出される。
図14(a)、図14(b)に、実施例3あるいは実施例4の数値実施例1−1における撮影光学系の物体距離0.82mに合焦時における(図14(a))広角端及び(図14(b))望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。物体距離は、第1レンズ群内の最も物体側のレンズの面頂点からの距離で示す。なお、倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は後述の表5及び(15)式に基づいて算出される。
図15(a)、図15(b)に、実施例3あるいは実施例4の数値実施例1−2における光学系の物体距離無限遠に合焦時における(図15(a))広角端及び(図15(b))望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。なお、倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は表8及び(16)式に基づいて算出される。
図16(a)、図16(b)に、実施例3あるいは実施例4の数値実施例1−2における光学系の物体距離0.82mに合焦時における(図16(a))広角端及び(図16(b))望遠端での倍率色収差の測定値と計算値を示す。物体距離は、第1レンズ群内の最も物体側のレンズの面頂点からの距離で示す。なお、倍率色収差補正データ(一点鎖線、二点鎖線)は表8及び(16)式に基づいて算出される。
図15(a)、図15(b)、図16(a)、図16(b)に示した倍率色収差を、焦点距離を変更する光学系Aを適用する前の図13(a)、図13(b)、図14(a)、図14(b)に示した倍率色収差と比較すると、本発明により精度の高い倍率色収差補正データを提供できていると言える。実施例3あるいは実施例4に従えば、図15(a)、図15(b)、図16(a)、図16(b)で示すように、精度の高い倍率色収差補正を可能とする補正データを提供することが可能となる。
撮影光学系システム内のデータメモリ回路118に予め記憶されている倍率色収差補正データA2B(y)、A2R(y)について説明する。A2B(y)、A2R(y)は、前記撮影光学系のズーム位置、フォーカス位置、Fナンバーの各条件について、撮影光学系が撮影可能な像高yを変数とする、倍率色収差量を表す関数の係数がまとめられた表で構成されている。
表5(a)、及び表5(b)に、図5で示される撮影光学系LのA2B(y)、A2R(y)を各々示す。本実施例では、倍率色収差補正データΔを以下の式で表現している。
Δ=a・y3+b・y2+c・y …(15)
Figure 0006727905
図5で示した数値実施例1−1の撮影光学系で説明したように、撮像面Iは像円径がφ11mmに対応するものであり、yは0〜5.5の数値である。yが0の時は撮像素子の中心で、yが5.5の時は最大像高である像高5.5mmを表す。
本実施例では、簡単のため、緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量はe線に対するg線のずれ量とし、緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量はe線に対するC線のずれ量としている。各色チャンネルの倍率色収差量については、色分解プリズムの分光特性や撮像素子の波長に対する感度により、波長域や各々の波長に対する寄与率を考慮して算出されるのが好ましい。表5はズーム位置が広角端及び望遠端、フォーカス位置が無限遠及び820mm、絞り開放で構成されている。全ズーム域、全フォーカス域、全絞り域に渡って良好な倍率色収差補正のためには、データ間を直線近似して得られる倍率色収差補正データが、実際に発生している倍率色収差を精度よく補正できるだけの分割数とするのが好ましい。更に、(15)式ではyの3次式で倍率色収差補正データ表現しているが、演算処理速度が許す限り実際に発生している倍率色収差を精度よく補正できるだけの次数とするのが好ましい。
図13(a)、図13(b)、図14(a)、図14(b)で示すように、表5の係数と(15)式により算出された一点鎖線、二点鎖線の倍率色収差データと、黒丸、白丸で示される測定値はほぼ合致しており、表5により、精度良く倍率色収差を補正可能であると言える。
次に、表6に、制御部(演算部)123あるいは223に予め設定されている所定の定数K、及び撮影光学系に焦点距離を変更する光学系が装着された状態で撮影可能な像高y´を変数とする関数の係数C2B(y´)、C2R(y´)を示す。係数C2B(y´)、C2R(y´)を用いて上記(15)式で算出される倍率色収差量は、アタッチメント光学系固有で有する倍率色収差量を表すものである。
図6で示した光学系で説明したように、撮像面I´は像円径がφ15.96mmに対応するものであり、y´は0〜7.98の数値である。yが0の時は撮像素子の中心で、yが7.98の時は最大像高である像高7.98mmを表す。その際、倍率色収差補正データΔを以下の式で表現している。
Δ=a・y´3+b・y´2+c・y´ …(16)
Figure 0006727905
また、上記(9)式の各値を表7に示す。
Figure 0006727905
本実施例は、(9)式の下限に近いものである。
ここで、表8(a)及び表8(b)に、上記(3)式、(4)式を用いて算出した倍率色収差補正データB2B(y´)及びB2R(y´)を各々示す。撮像装置128内の制御回路127では、B2B(y´)、B2R(y´)及び(16)式で表現される倍率色収差を打ち消す処理が行われる。
Figure 0006727905
上記のいずれかの実施例の撮像光学系の像側に着脱可能な焦点距離を変更する光学系において、簡易に構成で最適な倍率色収差補正データを演算するのに好適な撮像システムを実現することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、アタッチメント光学系において、撮影光学系から倍率色収差補正データA2B及びA2Rの受信が無かった場合、(10)式乃至(11)式、あるいは(12)式乃至(13)式に従って算出された倍率色収差補正データB2B及びB2Rを撮像装置に送信するのが良い。これは本文中に記載した理由の通りである。
例示した実施例の中では、撮影光学系からの倍率色収差補正データの受信及び撮像装置への倍率色収差補正データの送信は、それぞれケーブル131、132を介する有線通信を例示したが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、マウント部に接点を有する信号通信手段を用いても良いし、無線による手段を用いてもよい。
122:受信部
123:演算部
125:アタッチメント光学系
132:送信部

Claims (14)

  1. 撮像光学系と撮像装置との間に着脱可能に装着されるアタッチメント光学系であって、
    前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づき、前記撮像光学系および前記アタッチメント光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、前記第2の情報を前記撮像装置に送信する送信部とを有し、
    前記第1の情報および前記第2の情報は、それぞれ、像高の最大像高に対する比に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、およびFナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、
    前記演算部は、定数をKとし、像高の最大像高に対する比をrとし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA1R(r)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB1R(r)とし、rを変数とする青チャンネルに関する関数をC1B(r)とし、rを変数とする赤チャンネルに関する関数をC1R(r)として、B1B(r)およびB1R(r)は、
    1B(r)=K・A1B(r)+C1B(r)
    1R(r)=K・A1R(r)+C1R(r)
    なる式に基づいて得ることを特徴とするアタッチメント光学系。
  2. 撮像光学系と撮像装置との間に着脱可能に装着されるアタッチメント光学系であって、
    前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づき、前記撮像光学系および前記アタッチメント光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、前記第2の情報を前記撮像装置に送信する送信部とを有し、
    前記第1の情報は、前記撮像光学系の像面での像高に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、およびFナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、
    前記第2の情報は、前記撮像光学系と前記アタッチメント光学系とによる像面での像高に基づいて倍率色収差量を取得するための情報であり、
    前記演算部は、定数をKとし、前記撮像光学系と前記アタッチメント光学系とによる像面での像高をy´とし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA2R(y´)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB2R(y´)とし、y´を変数とする青チャンネルに関する関数をC2B(y´)とし、y´を変数とする赤チャンネルに関する関数をC2R(y´)として、B2B(y´)およびB2R(y´)は、
    2B(y´)=K・A2B(y´/K)+C2B(y´)
    2R(y´)=K・A2R(y´/K)+C2R(y´)
    なる式に基づいて得る、
    ことを特徴とするアタッチメント光学系。
  3. 前記定数Kの値は、変更可能であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアタッチメント光学系。
  4. 前記演算部は、前記受信部がA1B(r)およびA1R(r)を受信しない場合、B1B(r)およびB1R(r)は、
    1B(r)=C1B(r)
    1R(r)=C1R(r)
    なる式に基づいて得る、
    ことを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント光学系。
  5. 前記演算部は、前記受信部がA2B(y)およびA2R(y)を受信しない場合、B2B(y´)およびB2R(y´)は、
    2B(y´)=C2B(y´)
    2R(y´)=C2R(y´)
    なる式に基づいて得る、
    ことを特徴とする請求項2に記載のアタッチメント光学系。
  6. 前記第2の情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のうちいずれか1項に記載のアタッチメント光学系。
  7. 物体側から像側に順に、撮像光学系と、請求項1ないし請求項6のうちいずれか1項に記載のアタッチメント光学系と、撮像素子とを含む撮像システムであって、
    前記撮像光学系の広角端での焦点距離をf1とし、前記撮像システムの広角端での焦点距離をf2として、
    0.8<K・f1/f2<1.2
    なる式を満足することを特徴とする撮像システム。
  8. 撮像光学系が着脱可能で、撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子との間に配されて前記撮像光学系の焦点距離とは異なる合成焦点距離得るための光学系と、を有する撮像装置であって、
    前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づいて、前記撮像光学系および前記合成焦点距離を得るための光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、を有し、
    前記第1の情報および前記第2の情報は、それぞれ、像高の最大像高に対する比に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、およびFナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、
    前記演算部は、定数をKとし、像高の最大像高に対する比をrとし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA1R(r)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB1B(r)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB1R(r)とし、rを変数とする青チャンネルに関する関数をC1B(r)とし、rを変数とする赤チャンネルに関する関数をC1R(r)として、B1B(r)およびB1R(r)は、
    1B(r)=K・A1B(r)+C1B(r)
    1R(r)=K・A1R(r)+C1R(r)
    なる式に基づいて得ることを特徴とする撮像装置。
  9. 撮像光学系が着脱可能で、撮像素子と、前記撮像光学系と前記撮像素子との間に配されて前記撮像光学系の焦点距離とは異なる合成焦点距離得るための光学系と、を有する撮像装置であって、
    前記撮像光学系に起因する倍率色収差を補正するための第1の情報を受信する受信部と、前記第1の情報に基づいて、前記撮像光学系および前記合成焦点距離を得るための光学系に起因する倍率色収差を補正するための第2の情報を得る演算部と、を有し、
    前記第1の情報は、前記撮像光学系の像高に基づいて、前記撮像光学系のズーム、フォーカス、Fナンバーに関する各条件における倍率色収差量を取得するための情報であり、
    前記第2の情報は、前記撮像光学系と前記合成焦点距離を得るための光学系とによる像面での像高に基づいて倍率色収差量を取得するための情報であり、
    前記演算部は、定数をKとし、前記撮像光学系と前記合成焦点距離を得るための光学系とによる前記像面での像高をy´とし、前記第1の情報のうち、光軸を中心とする径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をA2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をA2R(y´)とし、前記第2の情報のうち、前記径方向における緑チャンネルに対する青チャンネルのずれ量をB2B(y´)とし、前記径方向における緑チャンネルに対する赤チャンネルのずれ量をB2R(y´)とし、y´を変数とする青チャンネルに関する関数をC (y´)とし、y´を変数とする赤チャンネルに関する関数をC (y´)として、B2B(y´)およびB2R(y´)は、
    2B(y´)=K・A2B(y´/K)+C2B(y´)
    2R(y´)=K・A2R(y´/K)+C2R(y´)
    なる式に基づいて得ることを特徴とする撮像装置。
  10. 前記定数Kの値は変更可能であることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の撮像装置。
  11. 前記演算部は、前記受信部がA1B(r)およびA1R(r)を受信しない場合、B1B(r)およびB1R(r)は、
    1B(r)=C1B(r)
    1R(r)=C1R(r)
    なる式に基づいて得る、
    ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
  12. 前記演算部は、前記受信部がA2B(y)およびA2R(y)を受信しない場合、B2B(y´)およびB2R(y´)は、
    2B(y´)=C2B(y´)
    2R(y´)=C2R(y´)
    なる式に基づいて得る、
    ことを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
  13. 前記第2の情報を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項8ないし請求項12のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
  14. 物体側から像側に順に、撮像光学系と、請求項8ないし請求項13のうちいずれか1項に記載の撮像装置とを含む撮像システムであって、
    前記撮像光学系の広角端での焦点距離をf1とし、前記撮像システムの広角端での焦点距離をf2として、
    0.8<K・f1/f2<1.2
    なる式を満足することを特徴とする撮像システム。
JP2016089453A 2015-05-14 2016-04-27 アタッチメント光学系、撮像装置、および撮像システム Active JP6727905B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015098794 2015-05-14
JP2015098794 2015-05-14

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2016218439A JP2016218439A (ja) 2016-12-22
JP2016218439A5 JP2016218439A5 (ja) 2019-06-06
JP6727905B2 true JP6727905B2 (ja) 2020-07-22

Family

ID=57277361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016089453A Active JP6727905B2 (ja) 2015-05-14 2016-04-27 アタッチメント光学系、撮像装置、および撮像システム

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9742969B2 (ja)
JP (1) JP6727905B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109479095B (zh) * 2016-08-01 2021-03-09 索尼公司 图像处理设备、图像处理方法和程序
JP6918558B2 (ja) * 2017-04-20 2021-08-11 キヤノン株式会社 補正情報出力装置及びそれを有するレンズ装置及びカメラ装置及びアダプタ光学装置及び撮像装置
JP7146497B2 (ja) * 2018-07-13 2022-10-04 キヤノン株式会社 ズームレンズ及び撮像装置
JP2020016851A (ja) * 2018-07-27 2020-01-30 株式会社ニコン 交換レンズ、カメラボディ、及び、カメラシステム
JP7154896B2 (ja) * 2018-09-06 2022-10-18 キヤノン株式会社 ズームレンズ、撮像装置及びエクステンダレンズ群

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62194787A (ja) 1986-02-21 1987-08-27 Hitachi Denshi Ltd テレビジヨンカメラ装置
JP2000066287A (ja) * 1998-08-18 2000-03-03 Kyocera Corp テレコンバータ
JP4709084B2 (ja) * 2006-07-07 2011-06-22 キヤノン株式会社 画像処理装置及び画像処理方法
JP5034429B2 (ja) * 2006-10-16 2012-09-26 ソニー株式会社 レンズ装置、撮像装置及び収差補正方法
JP5159361B2 (ja) 2007-03-30 2013-03-06 キヤノン株式会社 交換レンズ
JP5080305B2 (ja) * 2008-02-13 2012-11-21 株式会社リコー 画像処理方法及び装置、並びに画像撮像装置
JP5132401B2 (ja) * 2008-04-16 2013-01-30 キヤノン株式会社 画像処理装置及び画像処理方法
US8199243B2 (en) * 2008-04-28 2012-06-12 Panasonic Corporation Imaging device and camera body
JP5279553B2 (ja) * 2009-03-04 2013-09-04 キヤノン株式会社 レンズ装置及びカメラシステム
JP2011215395A (ja) * 2010-03-31 2011-10-27 Canon Inc 収差補正機能を有する撮像装置及び撮像装置における収差補正方法
JP5488143B2 (ja) * 2010-04-07 2014-05-14 ソニー株式会社 撮像装置及び撮像信号補正方法
JP5900379B2 (ja) 2013-03-01 2016-04-06 ソニー株式会社 リアコンバージョンレンズ
US9104017B2 (en) 2013-04-30 2015-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and image pickup apparatus including the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20160337563A1 (en) 2016-11-17
US9742969B2 (en) 2017-08-22
JP2016218439A (ja) 2016-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6727905B2 (ja) アタッチメント光学系、撮像装置、および撮像システム
JP5031475B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮影システム
US10225444B2 (en) Multi-lens optical apparatus
US8493665B2 (en) Zoom lens, imaging apparatus, and information device
JP4838557B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
US8873154B2 (en) Tele-side converter lens and image pickup apparatus including the same
US10871626B2 (en) Lens apparatus, image capturing apparatus, and control method
US9678317B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP2006293012A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN106133579B (zh) 变焦镜头及摄像装置
JP2019066701A (ja) ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
CN105388596B (zh) 变焦透镜及摄像装置
JP5959872B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2016024341A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP6354196B2 (ja) ズームレンズおよびこのズームレンズを用いた撮像装置
JP6065902B2 (ja) 補正光学系、アタッチメント、防水レンズポート、防水カメラケース、及び、光学系
JP2011033867A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP5858761B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
CN106556925B (zh) 变焦透镜和包括变焦透镜的图像拾取装置
JP2019008088A (ja) ズームレンズ及びそれを有する撮像装置
JP2005265914A (ja) ズームレンズ、カメラおよび携帯情報端末装置
JP6489634B2 (ja) インナーフォーカスマクロレンズ及びそれを用いた撮像装置
US9958654B2 (en) Zoom lens and image pickup apparatus including the same
JP2004070133A (ja) ズームレンズおよびカメラ装置
JP2020042157A (ja) レンズ装置、撮像装置、処理装置、およびカメラ装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20171214

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190418

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190418

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200514

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200602

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200701

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6727905

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151