WO2017158922A1 - 変倍光学システムおよびその制御方法 - Google Patents

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臣一 下津
義孝 森
孝之 松浦
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富士フイルム株式会社
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    • G03B2205/0046—Movement of one or more optical elements for zooming

Definitions

  • the present invention relates to a variable magnification optical system and a control method thereof.
  • the aperture When imaging a subject using a lens device, it is preferable to open the aperture in order to obtain a high-resolution subject image.
  • the depth of focus becomes shallow.
  • the aperture is narrowed (Fno. Value is increased)
  • the depth of focus becomes deep, but the resolution of the subject image decreases and the subject image becomes dark.
  • the lens device suitable for 4K television has a shallow depth of focus, so that the depth of focus is increased by inserting an aperture to capture the subject. For this reason, the resolution of the subject is lowered and it is difficult to capture a dark scene.
  • the subject and the camera are not facing each other, only a part of the subject may be captured within the depth of focus at a shallow depth of focus.
  • Patent Documents 1, 2, and 3 An optical device having both an optical image stabilization function and a tilt function is also considered (Patent Document 4).
  • a lens unit having a zoom mechanism that moves the lens barrel in the optical axis direction and a lens shift mechanism that moves the lens barrel in a radial direction perpendicular to the optical axis direction by the rotation of the zoom mechanism is also considered.
  • Patent Document 5 A lens unit that performs a zoom operation and a shift operation in conjunction with each other has also been considered (Patent Document 6).
  • JP 2010-266574 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-242154 JP-A-61-95308 JP-A-2015-99216 JP 2015-194592 JP-A-2015-125246
  • the zoom lens has a function for adjusting the positional relationship between the lens and the imaging surface of the imaging device, such as the tilt function and the shift function, the adjustment amount changes according to the zoom amount. For this reason, it is necessary to adjust the positional relationship between the lens and the imaging surface of the imaging device with an adjustment amount corresponding to the zoom amount. None of the lenses described in Patent Documents 1, 2, and 4 are considered for a zoom lens. Although the thing of patent document 3 is a thing about the zoom lens provided with a tilt mechanism, since the tilt correction is performed according to zooming from one initial setting value, the accuracy of the tilt correction is not accurate. In the thing of patent document 5, since the shift direction is limited to one direction (Y direction) perpendicular
  • An object of the present invention is to adjust the positional relationship between the zoom optical device and the imaging surface of the imaging device relatively accurately in accordance with the zoom amount.
  • the zoom optical system sets the zoom amount of the zoom optical device and the zoom optical device that changes the magnification of the subject image according to the zoom amount and forms the subject image on the imaging surface of the imaging device.
  • a zoom amount setting device a position adjustment mechanism that adjusts the positional relationship between the zoom optical device and the imaging surface, a position adjustment amount memory that stores a position adjustment amount by a position adjustment mechanism corresponding to at least two types of zoom amounts,
  • a position adjustment amount calculation unit that calculates a position adjustment amount by a position adjustment mechanism corresponding to the amount of magnification set by the magnification amount setting device using the position adjustment amount stored in the position adjustment amount memory; and position adjustment
  • a position adjustment mechanism control unit is provided that causes the position adjustment mechanism to adjust the positional relationship between the zoom optical device and the imaging surface using the position adjustment amount calculated by the amount calculation unit.
  • the present invention also provides a control method suitable for a variable magnification optical system. That is, in this method, the zoom optical device changes the magnification of the subject image in accordance with the zoom amount to form the subject image on the imaging surface of the imaging device, and the zoom amount setting device uses the zoom optical device.
  • the position adjustment mechanism adjusts the positional relationship between the variable magnification optical device and the imaging surface, and the position adjustment amount memory adjusts the position by the position adjustment mechanism corresponding to at least two types of magnification.
  • the position adjustment amount calculation unit uses the position adjustment amount stored in the position adjustment amount memory as the position adjustment amount by the position adjustment mechanism according to the magnification amount set by the magnification amount setting device.
  • the position adjustment mechanism control unit causes the position adjustment mechanism to adjust the positional relationship between the zoom optical device and the imaging surface using the position adjustment amount calculated by the position adjustment amount calculation unit.
  • a magnifying optical system for magnifying the subject image itself formed on the imaging surface of the imaging device may be further provided.
  • the position adjustment amount calculated by the position adjustment amount calculation unit is added to the position adjustment amount included in the range of the subject image in which the imaging surface is enlarged by the magnifying optical system. You may further provide the position adjustment amount correction
  • a position adjustment amount input unit for inputting a position adjustment amount by a position adjustment mechanism corresponding to at least two types of zooming amounts may be further provided.
  • the position adjustment amount memory stores, for example, the position adjustment amount input from the position adjustment amount input unit.
  • a focus adjustment amount memory for storing a focus adjustment amount by adjusting a focus adjustment amount to form a subject image on the imaging surface and a focus adjustment amount corresponding to at least two types of zooming amounts
  • the focus adjustment amount calculated by using the focus adjustment amount stored in the focus adjustment amount memory is calculated by using the focus adjustment amount according to the zoom amount set by the zoom amount setting device.
  • a focus adjustment mechanism control unit that forms a subject image on the imaging surface by the focus adjustment mechanism using the focus adjustment amount calculated by the calculation unit and the focus adjustment amount calculation unit may be further provided.
  • the variable power optical device includes, for example, at least one of a focusing optical system and a master optical system
  • the focusing adjustment mechanism includes, for example, at least one of the focusing optical system and the master optical system.
  • the subject image is formed on the imaging surface by adjusting the system.
  • the position adjustment mechanism includes, for example, a tilt mechanism that tilts the optical axis of the zoom optical device relative to the center axis of the imaging surface, a shift mechanism that slides the zoom optical device relative to the imaging surface, and It is at least one of rotation mechanisms that rotate the zoom optical device relative to the imaging surface around the optical axis of the zoom optical device or the central axis of the imaging surface.
  • the at least two types of zooming amounts are, for example, zooming amounts at the telephoto end and zooming amounts (including 1) at the wide-angle end.
  • the position adjustment amount calculation unit is set by the zoom amount setting device by, for example, linearly interpolating the position adjustment amount by the position adjustment mechanism corresponding to at least two types of zoom amounts stored in the position adjustment amount memory.
  • the position adjustment amount by the position adjustment mechanism corresponding to the zoom amount is calculated.
  • the focus adjustment amount calculation unit sets the zoom amount by linearly interpolating the focus adjustment amount by the focus adjustment mechanism corresponding to at least two types of zoom amounts stored in the focus adjustment amount memory.
  • the focus adjustment amount by the focus adjustment mechanism corresponding to the zooming amount set by the apparatus is calculated.
  • a focus adjustment amount input unit for inputting a focus adjustment amount by a focus adjustment mechanism corresponding to at least two types of zooming amounts may be further provided.
  • the focus adjustment amount memory stores, for example, the focus adjustment amount input from the focus adjustment amount input unit.
  • the imaging device is provided in the camera body, and at least one of a zoom amount setting device, a position adjustment mechanism, a position adjustment amount memory, a position adjustment amount calculation unit, and a position adjustment mechanism control unit is further provided in the camera body. May be.
  • position adjustment amounts corresponding to at least two types of zooming amounts are stored.
  • the position adjustment amount corresponding to the set zoom amount is calculated using at least two types of stored position adjustment amounts.
  • the positional relationship between the zoom optical device and the imaging surface is adjusted using the calculated position adjustment amount. Since the position adjustment amount corresponding to the set magnification amount is calculated using the position adjustment amount corresponding to at least two types of magnification amounts, a relatively accurate position adjustment amount can be calculated.
  • the positional relationship between the zoom optical device and the imaging surface of the imaging device can be adjusted relatively accurately in accordance with the zoom amount.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the electric constitution of a variable magnification optical system.
  • the relationship between a variable magnification optical apparatus and the imaging surface of an imaging device is shown.
  • the relationship between a variable magnification optical apparatus and the imaging surface of an imaging device is shown.
  • the relationship between the circle showing the enlarged subject image and the imaging surface of the imaging device is shown.
  • the relationship between the circle showing the enlarged subject image and the imaging surface of the imaging device is shown.
  • the relationship between a variable magnification optical apparatus and the imaging surface of an imaging device is shown. It shows a state in which the imaging device is relatively shifted when the zoom lens is set at the telephoto end. It shows a state in which the imaging device is relatively shifted when the zoom lens is set at the wide-angle end.
  • the relationship between a variable magnification optical apparatus and the imaging surface of an imaging device is shown. It is a flowchart which shows storage processing procedures, such as a position adjustment amount. It is a flowchart which shows storage processing procedures, such as a position adjustment amount. It is a flowchart which shows storage processing procedures, such as a position adjustment amount. It is an example of a position adjustment amount table. It is a flowchart which shows an imaging
  • FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a block diagram showing an electrical configuration of a variable magnification optical system 1.
  • the zoom optical system 1 adjusts the positional relationship between the zoom optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40 (the positional relationship between the image formed by the zoom optical device 2 and the imaging surface 40A).
  • An adjustment mechanism is provided.
  • the zoom optical system 1 includes a tilt mechanism 29, a shift mechanism 32, and a rotation mechanism 35 as position adjustment mechanisms.
  • the zoom optical system 1 is provided with all of the tilt mechanism 29, the shift mechanism 32, and the rotation mechanism 35. At least one of the tilt mechanism 29, the shift mechanism 32, and the rotation mechanism 35 is provided.
  • Two mechanisms may be provided in the variable magnification optical system 1 as a position adjusting mechanism.
  • the tilt mechanism 29 tilts the optical axis C of the zoom optical device 2 relative to the central axis of the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the variable magnification optical device 2 may be tilted, the imaging device 40 may be tilted, or both the variable magnification optical device 2 and the imaging device 40 may be tilted.
  • the shift mechanism 32 slides the zoom optical device 2 relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the zoom optical device 2 may be slid, the imaging device 40 may be slid, or both the zoom optical device 2 and the imaging device 40 may be slid.
  • the rotation mechanism 35 rotates the zoom optical device 2 relative to the imaging surface 40A around the optical axis C of the zoom optical device 2 or the central axis of the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the variable magnification optical device 2 may be rotated, the imaging device 40 may be rotated, or both the variable magnification optical device 2 and the imaging device 40 may be rotated.
  • known mechanisms can be used as these tilt mechanism 29, shift mechanism 32, and rotation mechanism 35.
  • the overall operation of the zoom optical system 1 is controlled by the control circuit 10.
  • the control circuit 10 is connected to a memory 11 (position adjustment amount memory) for storing predetermined data and the like.
  • the memory 11 stores a position adjustment amount by a position adjustment mechanism corresponding to at least two types of zooming amounts.
  • the zoom optical system 1 is provided with a tilt dial 12, a shift dial 13, a rotary dial 14, a focus adjustment dial 15 and a zoom button 16.
  • the tilt dial 12 sets the tilt angle (tilt angle) by the tilt mechanism 29.
  • a signal indicating the set tilt angle is input to the control circuit 10.
  • the shift dial 13 sets the shift amount by the shift mechanism 32.
  • a signal indicating the set shift amount is input to the control circuit 10.
  • the rotation dial 14 sets the amount of rotation by the rotation mechanism 35.
  • a signal indicating the set rotation amount is input to the control circuit 10.
  • the focus adjustment amount dial 15 sets a focus adjustment amount.
  • a signal indicating the set focus adjustment amount is input to the control circuit 10.
  • the focus adjustment amount When the focus adjustment amount is relatively large, the focus is adjusted using a focus lens 3 (focus optical system) included in the variable magnification optical apparatus 2. When the focus adjustment amount is relatively small, the focus is adjusted using the master lens 6 (master optical system) included in the variable magnification optical apparatus 2.
  • the zoom button 16 sets a zoom amount of the zoom optical device 2. A signal indicating the set zoom amount is also input to the control circuit 10.
  • the variable power optical system 1 includes a variable power optical device 2.
  • a subject image whose magnification is changed in accordance with the zoom amount is formed on the imaging surface 40 ⁇ / b> A of the imaging device 40.
  • the variable magnification optical device 2 includes a focus lens 3, a zoom lens 4, a diaphragm 5, a master lens 6, and a magnifying lens 7.
  • the focus lens 3, the master lens 6 and the magnifying lens 7 are each shown as a single lens, but may be a single lens or a lens group composed of a plurality of lenses. But you can.
  • the zoom lens 4 is illustrated as two lenses, but may be composed of three or more lenses. The zoom lens 4 will normally be composed of three or more lenses.
  • the focus lens 3 is positioned in the optical axis direction by the focus motor 21.
  • the focus motor 21 is driven by a drive circuit 22 controlled by the control circuit 10.
  • the zoom position of the zoom lens 4 is determined by the zoom motor 23 (the position of each lens constituting the zoom lens 4).
  • the zoom motor 23 is driven by a drive circuit 24 controlled by the control circuit 10.
  • the aperture of the diaphragm 5 is determined by a diaphragm motor 25.
  • the aperture motor 25 is driven by a drive circuit 26 controlled by the control circuit 10.
  • the master lens 6 is positioned in the optical axis direction by the master motor 27.
  • the master motor 27 is driven by a drive circuit 28 controlled by the control circuit 10.
  • the focus lens 3 is positioned by the focus motor 21 so that the focus adjustment is performed using the focus lens 3.
  • the master lens 6 is positioned by the master motor 27 so that the focus adjustment is performed using the master lens 6.
  • Magnifying lens 7 is included in variable power optical apparatus 2 according to this embodiment.
  • the magnifying lens 7 is a magnifying optical system that magnifies the subject image itself that forms an image on the imaging surface 40A of the imaging device 40. While the zoom lens 4 changes the magnification of the subject image according to the amount of magnification, the magnifying lens 7 differs from the zoom lens 4 in that the subject image itself is magnified. Further, when an extender lens is provided in the variable magnification optical apparatus 2, a magnifying lens 7 is provided separately from the extender lens. In this respect, the magnifying lens 7 is also different from the extender lens. However, the variable magnification optical apparatus 2 does not necessarily include the magnifying lens 7.
  • the tilt mechanism 29 is operated by a tilt motor 30.
  • the tilt motor 30 is driven by a drive circuit 31 controlled by the control circuit 10.
  • the tilt mechanism 29 is operated by the tilt motor 30 so that the tilt angle set by the tilt dial 12 is obtained.
  • the shift mechanism 32 is operated by a shift motor 33.
  • the shift motor 33 is driven by a drive circuit 34 controlled by the control circuit 10.
  • the shift mechanism 32 is operated by the shift motor 33 so that the shift amount set by the shift dial 13 is obtained.
  • Rotation mechanism 35 is operated by rotation motor 36.
  • the rotary motor 36 is driven by a drive circuit 37 controlled by the control circuit 10.
  • the rotation mechanism 35 is operated by the rotation motor 36 so that the rotation amount set by the rotation dial 14 is obtained.
  • At least one of the tilt mechanism 29, the shift mechanism 32, and the rotation mechanism 35 serves as a position adjustment mechanism that adjusts the positional relationship between the zoom optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the subject image is formed on the imaging surface 40A of the imaging device 40 provided in the camera body 42 by the variable magnification optical device 2.
  • a video signal representing a subject image is output from the imaging device 40 and input to the signal processing circuit 41. Predetermined signal processing is performed in the signal processing circuit 41. Output data from the signal processing circuit 41 is given to a display device (not shown).
  • Zoom button 16 magnification amount setting device
  • memory 11 position adjustment amount memory
  • tilt mechanism 29, shift mechanism 32 and rotation mechanism 35 position adjustment mechanism
  • control circuit 10 position adjustment amount calculation unit, position At least one of the adjustment mechanism control units
  • FIG. 2 shows the relationship between the circle 51 and the circle 52 representing the subject image formed by the zoom optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the subject image is formed by the variable magnification optical device 2.
  • the subject image formed by the variable magnification optical apparatus 2 is represented by a circle 51.
  • the circle 51 representing the subject image circumscribes the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the circle 51 circumscribes the imaging surface 40A of the imaging device 40, if the length of the diagonal line of the imaging surface 40A of the imaging device 40 is L, the diameter of the circle 51 is L.
  • the circle 51 does not necessarily circumscribe the imaging surface 40A of the imaging device 40, but at least the imaging surface 40A of the imaging device 40 is completely included in the circle 51 representing the subject image and does not protrude from the circle 51.
  • the magnifying lens 7 When the magnifying lens 7 is included in the variable magnification optical device 2, the subject image is magnified by the variable magnification optical device 2, so that the subject image formed by the variable magnification optical device 2 is the imaging surface of the imaging device 40.
  • An image is formed on the same surface 40B as 40A, and is represented by a circle 52. If the magnification ratio of the magnifying lens 7 is m times, the diameter of the circle 52 is L ⁇ m.
  • the positional relationship between the variable magnification optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40 can be adjusted by shifting (sliding) the variable magnification optical device 2 relative to the imaging device 40. it can.
  • the variable magnification optical device 2 may be shifted with respect to the imaging device 40, or the imaging device 40 may be shifted with respect to the variable magnification optical device 2.
  • variable magnification optical apparatus 2 Considering an XY plane with the optical axis C of the variable magnification optical apparatus 2 as the Z axis and the Z axis as the normal, and assuming the Z axis as the starting point and the axes perpendicular to each other as the X axis and Y axis, the variable magnification optical apparatus 2 and the imaging At least one of the devices 40 is shifted in at least one of the X and Y directions.
  • the zoom optical device 2 and the imaging device 40 are relatively shifted. If the circle 51 does not protrude from the circle 52, the imaging surface 40A of the imaging device 40 does not protrude from the circle 52 even if the imaging device 40 rotates. Since the circle 52 represents an enlarged subject image, when the imaging surface 40A protrudes from the circle 52, when the imaging device 40 rotates, a portion where light does not hit the imaging surface 40A is generated and output from the imaging device 40. A black portion is generated in the image represented by the video signal.
  • the circle 52 represents the subject image magnified by the magnifying lens 7
  • a part of the subject image is formed on the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • a portion where light does not strike the imaging surface 40A does not occur. It is possible to prevent a black portion from occurring in the image represented by the video signal output from the imaging device 40.
  • FIG. 3 shows a state in which the variable magnification optical device 2 is shifted in the ⁇ X direction (a state in which the imaging device 40 is shifted in the X direction), and FIG. 4 shows a circle 51, a circle 52, an imaging surface 40A, and the like. The enlarged view which has expanded compared with 3 is shown.
  • the variable magnification optical device 2 and the imaging device 40 are relatively shifted within a range of ⁇ (L / 2) ⁇ (m ⁇ 1).
  • the imaging surface 40A may not protrude from the circle 52.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the positional relationship between the circle 52 and the imaging surface 40A compared to FIG.
  • the maximum shift amount is a state where the two apex angles of the imaging surface 40A are in contact with the circle 52.
  • the maximum shift amount in the X direction is the line between the apex angle of the imaging surface 40A in contact with the circle 52 and the center C2 of the circle 52 and the line in the Y direction passing through the center C2.
  • the angle formed by ⁇ is ⁇ and the angle formed by the line connecting the center of the imaging surface 40A and the apex angle on the imaging surface 40A and the Y direction line passing through the imaging surface 40A is ⁇ , ⁇ (L / 2) ⁇ m ⁇ sin ⁇ (L / 2) sin ⁇ Since the angles ⁇ and ⁇ formed are uniquely determined from the radius ⁇ (L / 2) ⁇ m ⁇ of the circle 52, the size of the imaging surface 40A, and the like, the maximum shift amount in the X direction is also uniquely determined. Similarly, it can be easily understood that the maximum shift amount in the Y direction is uniquely determined.
  • FIG. 6 corresponds to FIG. 3 and shows a state in which the variable magnification optical device 2 is shifted in the X direction (a state in which the imaging device 40 is shifted in the X direction).
  • variable magnification optical device 2 Even when the variable magnification optical device 2 is shifted in the X direction (the imaging device 40 is shifted in the -X direction), the variable magnification optical device 2 is also shifted in the -X direction (the imaging device 40 is shifted in the X direction).
  • the variable magnification optical device 2 and the imaging device 40 are relatively shifted within the range of (L / 2) ⁇ (m ⁇ 1).
  • variable magnification optical device 2 when the variable magnification optical device 2 is shifted in the X direction (the imaging device 40 is shifted in the -X direction), the imaging surface 40A is not the circle 51 as shown in FIG.
  • the variable magnification optical device 2 may be shifted in the X direction (the imaging device 40 is shifted in the ⁇ X direction) so as not to protrude from the circle 52.
  • variable magnification optical device 2 is shifted in the -Y direction (the imaging device 40 is shifted in the Y direction).
  • FIG. 7 shows a state where the zoom lens 4 is positioned at the telephoto end.
  • the position of the imaging device 40 when the center of the imaging device 40, the center C1 of the circle 51, and the center C2 of the circle 52 coincide with each other is indicated by a position P.
  • the position of the zoom lens 4 is a reference position.
  • the user operates the shift dial 12 while imaging the subject to shift the zoom optical device 2 to a desired position (or shift the imaging device 40).
  • the imaging device 40 is relatively shifted in the Y direction by ⁇ S1.
  • the shift position at the telephoto end is determined.
  • FIG. 8 shows a state where the zoom lens 4 is positioned at the wide angle end.
  • the position of the imaging device 40 when the center of the imaging device 40 coincides with the center C1 of the circle 51 and the center C2 of the circle 52 is indicated by a position P.
  • the position of the zoom lens 4 is a reference position.
  • the user operates the shift dial 12 while imaging the subject to shift the zoom optical device 2 to a desired position (or shift the imaging device 40).
  • the imaging device 40 is relatively shifted in the Y direction by ⁇ S2. The shift position at the telephoto end is determined.
  • the shift amount set corresponding to the telephoto end and the wide angle end is used to correspond to the set zoom amount.
  • a shift amount is calculated.
  • the variable magnification optical device 2 and the imaging device 40 are relatively shifted so that the calculated shift amount is obtained.
  • FIG. 9 shows the relationship between the circle 51 and the circle 53 representing the subject image formed by the zoom optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • a circle 53 represents an enlarged subject image generated by tilting the zoom optical device 2 so that the optical axis C of the zoom optical device 2 is tilted relative to the central axis of the imaging device 40. .
  • the zooming optical device 2 is tilted relative to the tilt angle ⁇ by the tilt mechanism 29 so that the optical axis C of the zooming optical device 2 is tilted relative to the center axis of the imaging device 40. ing.
  • the tilt angle at the telephoto end and the tilt angle at the wide-angle end can be obtained by user settings.
  • the tilt angle corresponding to the zoom amount set by the user is calculated from the tilt angle at the telephoto end and the tilt angle at the wide-angle end, and is set by the tilt mechanism 29 so as to be the calculated tilt angle.
  • the zooming optical device 2 is tilted so that the optical axis C of the zooming optical device 2 is tilted relative to the center axis of the imaging device 40 by the tilt mechanism 29.
  • the shift amount is determined so that the circle 51 or the imaging surface 40A does not protrude from the circle 53.
  • the tilt angle ⁇ is an angle formed by the imaging surface 40A and the same surface 40B of the imaging device 40 and a plane whose normal is the optical axis C of the variable magnification optical device 2. Since the size of the circle 53 changes according to the size of the tilt angle ⁇ , the range of the circle 53 obtained when the zoom optical device 2 is tilted relative to the imaging device 40 by the tilt angle ⁇ is as follows. , Measured in advance corresponding to the tilt angle ⁇ . Data indicating the range of the circle 53 is stored in advance in the memory 11 corresponding to the tilt angle ⁇ .
  • variable magnification optical device 2 When the variable magnification optical device 2 is tilted relative to the tilt angle ⁇ and the variable magnification optical device 2 is shifted relative to the imaging device 40, a circle 51 is stored in the memory 11 in advance. It is controlled by the control circuit 10 so that the variable magnification optical apparatus 2 can be shifted within a range that does not protrude from the range of the circle 53 defined by the existing data.
  • the variable magnification optical device 2 may be shifted in either the X direction or the Y direction, and in any direction on a plane defined by the X direction and the Y direction. Even when the zoom optical device 2 is tilted relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40, the zoom optical device 2 is rotated by the rotation mechanism 35 around the optical axis C of the zoom optical device 2.
  • the imaging device 40 may be rotated around the central axis of the imaging surface 40A). If the circle 51 is in the circle 53, the imaging surface 40A of the imaging device 40 does not protrude from the circle 53 even if the variable magnification optical device 2 or the imaging device 40 rotates. A part of the subject image is always formed. It is prevented in advance that a portion where light does not strike the imaging surface 40A is generated, and a black portion is generated in an image represented by a signal output from the imaging device 40.
  • 10 to 12 are flowcharts showing the position adjustment amount storage processing procedure.
  • the position adjustment amount storage process is a process of storing the shift amount, tilt angle, and rotation amount when the zoom lens 4 is at the telephoto end and the wide-angle end, as described above.
  • the shift direction and the tilt direction are both unidirectional, but it goes without saying that other directions are possible.
  • the shift amount and the tilt angle are stored corresponding to the shift direction and the tilt direction. It is not always necessary to store all of the shift amount, the tilt amount, and the rotation amount, and at least one amount may be stored in the memory 11 of the variable magnification optical system 1.
  • the zoom lens 4 when taking an image using the zoom lens 4 and adjusting the position of the variable magnification optical apparatus 2 such as shifting, the zoom lens 4 is set at the telephoto end and the wide-angle end, and at the telephoto end and the wide-angle end. A position adjustment amount such as each shift is stored in advance.
  • the zoom button 16 is operated by the user, and a telephoto end command is input to the variable magnification optical system 1 (step 71).
  • the zoom lens 4 is driven by the zoom motor 23, and the zoom lens 4 is set to the telephoto end (step 72).
  • a subject is imaged with the zoom lens 4 at the telephoto end, and a subject image is obtained.
  • the subject image is displayed on a display screen (not shown). If the user thinks that the variable magnification optical device 2 needs to be shifted relative to the image pickup device 40, the user operates the shift dial 13 while viewing the subject image to set the shift amount of the variable magnification optical device 2.
  • the variable magnification optical device 2 is shifted relative to the image pickup device 40 by driving the shift mechanism 32 by the shift motor 33 in accordance with the user setting.
  • the shift amount at the telephoto end set by the user is stored in the memory 11 (step 74).
  • FIG. 13 is an example of a position adjustment amount table stored in the memory 11.
  • the shift amount at the telephoto end is stored in the position adjustment amount table as ⁇ S1.
  • the zoom lens 4 When the zoom lens 4 is set to the telephoto end, if the relative shift of the variable magnification optical apparatus 2 is considered unnecessary, the relative shift of the variable magnification optical apparatus 2 is not performed (NO in step 73). ). If the zoom lens 4 is set at the telephoto end and the relative magnification of the variable magnification optical apparatus 2 is not shifted, there is no data on the shift amount at the telephoto end in the position adjustment amount table shown in FIG. .
  • the tilt angle of the variable magnification optical apparatus 2 is set (YES in step 75) (assuming that ⁇ 1 is set as the tilt angle).
  • the tilt mechanism 29 is driven by the tilt motor 30 in accordance with user settings.
  • the variable magnification optical device 2 is tilted relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the tilt angle ⁇ 1 of the variable magnification optical apparatus 2 is stored in the position adjustment amount table stored in the memory 11 (step 76). If the tilt angle is not set by the user (NO in step 75), the tilt angle at the telephoto end is not stored in the memory 11. In the position adjustment amount table shown in FIG. 15, there is no data about the tilt angle at the telephoto end.
  • the user If the user thinks that the zoom optical device 2 needs to rotate relatively when the zoom lens 4 is set at the telephoto end, the user operates the rotary dial 14 while looking at the subject image to change the zoom optical.
  • the rotation angle of the device 2 is set (YES in step 77).
  • the rotation mechanism 35 is driven by the rotation motor 36 in accordance with user settings.
  • the variable magnification optical device 2 is rotated relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the rotation angle ⁇ 1 of the variable magnification optical apparatus 2 is stored in the position adjustment amount table stored in the memory 11 (step 78). If the rotation angle is not set by the user (NO in step 77), the rotation angle at the telephoto end is not stored in the memory 11. In the position adjustment amount table shown in FIG.
  • the user operates the focus adjustment amount dial 15 with the zoom lens 4 at the telephoto end to adjust the focus while viewing the image obtained by the imaging (step 79).
  • the focus motor 21 or the master motor 27 is driven in accordance with the focus adjustment amount, and the focus lens 3 or the master lens 6 is moved to perform the focus adjustment.
  • the focus adjustment amount at the telephoto end is stored in the position adjustment amount table shown in FIG. 13 and stored in the memory 11 (step 80).
  • the variable magnification optical system 1 has an automatic focusing control function, it is not always necessary to store the focusing adjustment amount in the memory 11.
  • the zoom button 16 is operated by the user, and a wide angle command is input to the variable magnification optical system 1 (step 81). Then, the zoom lens 4 is set to the wide angle end by the zoom motor 23 (step 82).
  • the subject is imaged with the zoom lens 4 at the wide-angle end, and a subject image is obtained.
  • the subject image is displayed on a display screen (not shown).
  • the user sets the shift amount of the zoom optical device 2 by operating the shift dial 13 while viewing the subject image. (YES in step 83).
  • the variable magnification optical device 2 is shifted relative to the image pickup device 40 by driving the shift mechanism 32 by the shift motor 33 in accordance with the user setting.
  • the shift amount at the wide-angle end set by the user is stored in the position adjustment amount table and stored in the memory 11 (step 84).
  • the zoom lens 4 When the zoom lens 4 is set at the wide angle end, if it is considered that the relative shift of the variable magnification optical apparatus 2 is unnecessary, the relative shift of the variable magnification optical apparatus 2 is not performed (NO in step 83). ). If the zoom lens 4 is set at the wide-angle end and the relative magnification of the variable magnification optical device 2 is not shifted, there is no data on the shift amount at the wide-angle end in the position adjustment amount table shown in FIG. .
  • the tilt angle of the variable magnification optical apparatus 2 is set (YES in step 85).
  • the tilt mechanism 29 is driven by the tilt motor 30 in accordance with user settings.
  • the variable magnification optical device 2 is tilted relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the tilt angle ⁇ 1 of the variable magnification optical apparatus 2 is stored in the position adjustment amount table stored in the memory 11 (step 86). If the tilt angle is not set by the user (NO in step 85), the tilt angle at the wide angle end is not stored in the memory 11. In the position adjustment amount table shown in FIG. 13, there is no data on the shift angle at the wide angle end.
  • the user If the user thinks that the zoom optical device 2 needs to rotate relatively when the zoom lens 4 is set at the wide-angle end, the user operates the rotary dial 14 while looking at the subject image, thereby zooming optical.
  • the rotation angle of the device 2 is set (YES in step 87).
  • the rotation mechanism 35 is driven by the rotation motor 36 in accordance with user settings.
  • the variable magnification optical device 2 is rotated relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the rotation angle ⁇ 2 of the variable magnification optical apparatus 2 is stored in the position adjustment amount table stored in the memory 11 (step 88). If the rotation angle is not set by the user (NO in step 87), the rotation angle at the wide angle end is not stored in the memory 11. In the position adjustment amount table shown in FIG.
  • the imaging surface 40A of the imaging device 40 does not protrude from the circle 52 or 53, as described with reference to FIG.
  • the imaging surface 40A may protrude from the circle 52 or 53 when the variable magnification optical apparatus 2 rotates. If the imaging surface 40A of the imaging device 40 protrudes from the circle 52 or 53 due to the relative rotation of the variable magnification optical device 2, it is preferable to prohibit the rotation of the variable magnification optical device 2.
  • the user operates the focus adjustment amount dial 15 in a state where the zoom lens 4 is at the wide-angle end, and performs focus adjustment while viewing the image obtained by imaging (step 89).
  • the focus motor 21 or the master motor 27 is driven in accordance with the focus adjustment amount, and the focus lens 3 or the master lens 6 is moved to perform the focus adjustment.
  • the focus adjustment amount at the wide-angle end is stored in the position adjustment amount table shown in FIG. 13 and stored in the memory 11 (step 90).
  • the variable magnification optical system 1 has an automatic focusing control function
  • the zoom lens 4 is in focus when the zoom lens 4 is set at the wide-angle end as in the case where the zoom lens 4 is set at the telephoto end.
  • the adjustment amount is not necessarily stored in the memory 11.
  • the zoom lens 4 when the zoom lens 4 is set at the telephoto end, the shift amount ⁇ S1, the tilt angle ⁇ 1, the rotation angle ⁇ 1, the focus adjustment amount ⁇ 1, and the zoom lens 4 are at the wide-angle end.
  • the shift amount ⁇ S2, the tilt angle ⁇ 2, the rotation angle ⁇ 2, and the focus adjustment amount ⁇ 2 set by the user values set by the user are stored in the position adjustment amount table and stored in the memory 11.
  • FIG. 14 to FIG. 18 are flowcharts showing a processing procedure when a subject is photographed using the zoom lens 4 after the position adjustment amount and the like are stored in the memory 11.
  • the zoom button 16 is operated by the user, and the zoom lens 4 is set to a desired zooming amount (step 101).
  • the control circuit 10 determines whether both the telephoto end shift amount and the wide-angle end shift amount are stored in the memory 11 (step 102). When both the telephoto end shift amount and the wide angle end shift amount are stored in the memory 11 (YES in step 102), the telephoto end shift amount and the wide angle end shift amount stored in the memory 11 are stored. Are read from the memory (step 103). From the read telephoto end shift amount and wide angle end shift amount, the control circuit 10 calculates a shift amount corresponding to the zoom amount set by the user (step 104).
  • FIG. 19 is a graph showing a method of calculating the shift amount according to the zoom amount.
  • the shift amount when the zoom lens 4 is set to the telephoto end is stored as ⁇ S1
  • the shift amount when the zoom lens 4 is set to the wide-angle end is stored as ⁇ S2.
  • the shift amount corresponding to the zoom amount between the zoom amount at the telephoto end and the zoom amount at the wide angle end is linear between the shift amount ⁇ S1 corresponding to the zoom amount at the telephoto end and the shift amount ⁇ S2 corresponding to the zoom amount at the wide angle end. It is calculated by interpolation (it may be calculated by other methods). If the zoom amount is set to Zx, the shift amount ⁇ Sx is calculated.
  • Step 102 If either the telephoto end shift amount or the wide angle end shift amount is not stored in the memory 11 (NO in step 102), it is determined that the relative shift of the zoom optical device 2 is considered unnecessary. , Steps 103 and 104 are skipped.
  • the control circuit 10 determines whether or not both the telephoto end tilt angle and the wide-angle end tilt angle are stored in the memory 11 (step 106). If both the telephoto end tilt angle and the wide angle end tilt angle are stored in the memory 11 (YES in step 106), the telephoto end tilt angle and the wide angle end tilt angle stored in the memory 11 are stored. Are read from the memory (step 107). The tilt angle corresponding to the zoom amount set by the user is calculated by the control circuit 10 from the read tilt angle at the telephoto end and tilt angle at the wide-angle end (step 108).
  • the tilt angle can be calculated in the same manner as described for calculating the shift amount according to the zoom amount with reference to FIG. For example, it is assumed that the tilt angle when the zoom lens 4 is set at the telephoto end is stored as ⁇ 1, and the tilt angle when the zoom lens 4 is set at the wide angle end is stored as ⁇ 2.
  • the tilt angle corresponding to the zoom amount between the tilt angle ⁇ 1 at the telephoto end and the tilt angle ⁇ 2 at the wide-angle end is the tilt angle ⁇ 1 corresponding to the zoom amount at the telephoto end and the tilt angle ⁇ 2 corresponding to the zoom amount at the wide-angle end. (It may be calculated by other methods).
  • Step 106 If either the telephoto end tilt angle or the wide-angle end tilt angle is not stored in the memory 11 (NO in step 106), it is determined that the relative tilt of the zoom optical device 2 is considered unnecessary. , Steps 107 and 108 are skipped.
  • both the rotation angle at the telephoto end and the rotation angle at the wide-angle end are stored in the memory 11 (step 110).
  • the rotation angle at the telephoto end and the rotation angle at the wide angle end are stored in the memory 11 (YES in step 110)
  • the rotation angle at the telephoto end and the rotation angle at the wide angle end stored in the memory 11 are stored.
  • Are read from the memory step 111).
  • the control circuit 10 calculates a rotation angle corresponding to the zoom amount set by the user (step 112).
  • the calculation of the rotation angle can be performed in the same manner as the calculation of the shift amount according to the zoom amount with reference to FIG. For example, it is assumed that the rotation angle when the zoom lens 4 is set at the telephoto end is stored as ⁇ 1, and the rotation angle when the zoom lens 4 is set at the wide angle end is stored as ⁇ 2.
  • the rotation angle corresponding to the zoom amount between the rotation angle ⁇ 1 at the telephoto end and the rotation angle ⁇ 2 at the wide-angle end corresponds to the rotation angle ⁇ 1 corresponding to the zoom amount at the telephoto end and the rotation angle ⁇ 2 corresponding to the zoom amount at the wide-angle end. (It may be calculated by other methods).
  • Step 110 If either the telephoto end rotation angle or the wide angle end rotation angle is not stored in the memory 11 (NO in step 110), it is determined that the relative rotation of the variable magnification optical apparatus 2 is considered unnecessary. , Steps 111 and 112 are skipped.
  • the control circuit 10 determines whether or not both the focus adjustment amount at the telephoto end and the focus adjustment amount at the wide-angle end are stored in the memory 11 (step 113). If any focus adjustment amount is stored (YES in step 113), either the focus adjustment amount at the telephoto end or the focus adjustment amount at the wide angle end stored in the memory 11 is selected. The adjustment amount is also read (step 115). The focus adjustment amount corresponding to the zoom amount set by the user is calculated by linear interpolation of the focus adjustment amount at the telephoto end and the focus adjustment amount at the wide-angle end (may be calculated by other methods) (Step 116).
  • FIG. 20 is a graph showing a method of calculating the focus adjustment amount according to the zoom amount.
  • the focus adjustment amount when the zoom lens 4 is set to the telephoto end is stored as ⁇ 1, and the focus adjustment amount when the zoom lens 4 is set to the wide-angle end is ⁇ 2. It shall be remembered.
  • the focus adjustment amount corresponding to the focus adjustment amount between the focus adjustment amount at the telephoto end and the focus adjustment amount at the wide angle end is the focus adjustment amount ⁇ 1 corresponding to the zoom amount at the telephoto end and the zoom at the wide angle end. It is calculated by linear interpolation with the focus adjustment amount ⁇ 2 corresponding to the amount (may be calculated by other methods). If the zoom amount is set to Zx, the focus adjustment amount ⁇ x is calculated.
  • step 113 If at least one of the focus adjustment amount at the telephoto end and the focus adjustment amount at the wide-angle end is not stored in the memory 11 (NO in step 113), the video signal output from the imaging device 40 is stored. Automatic focusing control is performed using this (step 114).
  • the position adjustment of the zoom optical device 2 or the imaging device 40 is performed using the position adjustment amount calculated from the position adjustment amounts such as the shift amount, the tilt angle, and the rotation angle according to the zoom amount set by the user. If it has been performed, the control circuit 10 determines whether at least a part of the imaging surface 40A of the imaging device 40 is not included in the range of the subject image magnified by the magnifying lens 7 (step 117). That is, as described with reference to FIGS. 2 and 9, the control circuit 10 determines whether the imaging surface 40A of the imaging device 40 does not protrude from the circles 52 and 53 representing the enlarged subject images. The The control circuit 10 may determine whether or not a circle 51 that is a circumscribed circle of the imaging surface 40A of the imaging device 40 does not protrude from the circles 52 and 53 representing the enlarged subject image.
  • the position adjustment amount (shift amount, tilt angle, rotation angle) is set so that the entire imaging surface 40A of the imaging device 40 is included in the range of the enlarged subject image indicated by the circle 52, the circle 53, etc.
  • Correction is performed by the control circuit 10 (step 118).
  • the correction of the position adjustment amount is preferably performed by correcting the calculated shift amount, tilt angle, rotation angle, and the like of the calculated position adjustment amount at the same rate, but not necessarily at the same rate.
  • a priority order to be corrected may be determined and corrected according to the priority order.
  • the control circuit 10 position adjustment amount calculation unit
  • the control circuit 10 determines whether or not the portion is included in the range of the subject image magnified by the magnifying lens 7 is also determined by the control circuit 10 (determination unit).
  • the control circuit 10 position adjustment amount correction unit
  • the control circuit 10 also corrects the calculated position adjustment amount to the position adjustment amount included in the range of the subject image magnified by the magnifying lens 7, but is performed by other circuits. It may be broken.
  • the position adjustment amount (the position adjustment amount is a shift amount, a tilt angle, or a rotation angle) is calculated or corrected in this manner, the position adjustment is performed using the calculated position adjustment amount or the corrected position adjustment amount. Is performed (step 119).
  • focus adjustment is performed using the calculated focus adjustment amount (step 120).
  • the focus adjustment may be performed by adjusting the position of both the focus lens 3 and the master lens 6, or the position of either the focus lens 3 or the master lens 6 may be adjusted. May be implemented.
  • the position adjustment amount is corrected in step 118, the in-focus position is also shifted, so that the focus may not be achieved even if the focus adjustment is performed using the calculated focus adjustment amount.
  • the focus adjustment amount is corrected by calculating the zoom amount corresponding to the corrected position adjustment amount from the corrected position adjustment amount and calculating the focus adjustment amount corresponding to the calculated zoom amount. it can.
  • step 101 The processing from step 101 is repeated until shooting is completed (step 121).
  • Position adjustment amounts (shift amount, tilt angle, rotation angle) corresponding to at least two types of zoom amounts, the zoom amount at the telephoto end and the zoom amount at the wide-angle end, are stored, and the zoom amount is set by the zoom button 16 Then, a position adjustment amount corresponding to the set zoom amount is calculated using at least two types of stored position adjustment amounts.
  • the positional relationship between the variable magnification optical device 2 and the image pickup surface 40A of the image pickup device 40 is adjusted using the calculated position adjustment amount, and the position adjustment amount corresponding to at least two types of zoom amounts is set. Since the position adjustment amount corresponding to the zoom amount is calculated, a relatively accurate position adjustment amount can be calculated.
  • the positional relationship between the zoom optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40 can be adjusted relatively accurately according to the zoom amount.
  • the zoom optical device 2 changes the magnification of the subject image according to the zoom amount (the zoom amount is the zoom amount), and changes the subject image to the imaging surface 40A of the imaging device 40. It forms an image.
  • the zoom button 16 is used to set the zoom amount of the variable magnification optical apparatus 2.
  • the tilt mechanism 29, the shift mechanism 32, and the rotation mechanism 35 are arranged in a positional relationship between the variable magnification optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40 (the positional relationship is, for example, an image created by the variable magnification optical device 2 and the imaging surface 40A And at least one of the tilt mechanism 29, the shift mechanism 32, and the rotation mechanism 35 may be present.
  • the tilt mechanism tilts the variable magnification optical apparatus 2 so that the optical axis C of the variable magnification optical apparatus 2 is relatively inclined with respect to the central axis of the imaging surface 40A of the imaging apparatus 40.
  • the shift mechanism slides the zoom optical device 2 relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40.
  • the rotation mechanism rotates the variable magnification optical device 2 relative to the imaging surface 40A of the imaging device 40 around the optical axis C of the variable magnification optical device 2 or the central axis of the imaging surface 40A of the imaging device 40. It is something to be made.
  • the memory 11 stores a position adjustment amount by a position adjustment mechanism corresponding to the zoom amount at the telephoto end and the zoom amount at the wide angle end (the position adjustment amount is a shift amount, a tilt angle, and a rotation angle as shown in FIG. 13). Is a position adjustment amount memory.
  • the memory 11 only needs to store position adjustment amounts corresponding to at least two types of zoom amounts, and does not necessarily store position adjustment amounts corresponding to the telephoto end zoom amount and the wide angle end zoom amount.
  • the control circuit 10 is a position adjustment amount calculation unit that calculates a position adjustment amount corresponding to the zoom amount set by the zoom button 16 using the position adjustment amount stored in the memory 11.
  • the control circuit 10 is a position adjustment mechanism control unit that causes the position adjustment mechanism to adjust the positional relationship between the variable magnification optical device 2 and the imaging surface 40A of the imaging device 40 using the calculated position adjustment amount.
  • the tilt dial 12, the shift dial 13, and the rotary dial 14 are position adjustment amount input units for inputting position adjustment amounts corresponding to at least two types of zooming amounts. As described above, when a tilt angle, a shift amount, or a rotation angle (position adjustment amount) is input from the tilt dial 12, the shift dial 13, or the rotary dial 14, those tilt dials are stored in the memory 11. 12, the tilt angle, shift amount or rotation angle (position adjustment amount) input from the shift dial 13 or the rotation dial 14 is stored.
  • At least one of the focus motor 21 and the master motor 27 is a focus adjustment mechanism that adjusts the focus adjustment amount to form a subject image on the imaging surface 40A of the imaging device 40, and the memory 11 has at least two types of zooms. It is a focus adjustment amount memory for storing a focus adjustment amount by a focus adjustment mechanism corresponding to the amount. Further, the control circuit 10 is a focus adjustment amount calculation unit that calculates a focus adjustment amount corresponding to the set zoom amount using the focus adjustment amount stored in the memory 11, and is calculated This is a focus adjustment mechanism control unit that forms a subject image on the imaging surface 40A by the focus adjustment mechanism using the focus adjustment amount.
  • the focus adjustment amount dial 15 is a focus adjustment amount input unit for inputting a focus adjustment amount by a focus adjustment mechanism corresponding to at least two types of zoom amounts.
  • the memory 11 has a focus adjustment amount dial 15. 3 is a focus adjustment amount memory for storing the focus adjustment amount input from.
  • variable magnification optical system 2 variable magnification optical device, 3 focus lens, 4 zoom lens, 5 aperture, 6 master lens, 7 magnification lens, 10 control circuit, 11 memory, 12 tilt dial, 13 shift dial, 14 rotary dial, 15 focus adjustment amount dial, 16 zoom button, 21 focus motor, 22 drive circuit, 23 zoom motor, 24 drive circuit, 25 aperture motor, 26 drive circuit, 27 master motor, 28 drive circuit , 29 tilt mechanism, 30 tilt motor, 31 drive circuit, 32 shift mechanism, 33 shift motor, 34 drive circuit, 35 rotation mechanism, 36 rotation motor, 37 drive circuit, 40 imaging device, 40A imaging surface, 40B same surface , 41 Signal processing circuit, 42 Camera body, 51-53 yen, C optical axis, C1 center, C2, ⁇ 1 Focus adjustment amount, ⁇ 2 alignment Adjustment amount, .DELTA.S1 shift amount, [Delta] S2 shift amount, .DELTA.Sx shift, [Delta] x focus adjustment amount, alpha angle, theta tilt angle, .theta.1

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Abstract

変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係を，ズーム量に応じて比較的正確に調整できる変倍光学システムおよびその制御方法を提供する。変倍光学装置に含まれるズームレンズが望遠端および広角端にされ，変倍光学装置のシフト量（ΔＳ１）および（ΔＳ２），ティルト角（θ１）および（θ２），回転角（φ１）および（φ２）および合焦調整量（Δ１）および（Δ２）がユーザによって設定され，かつ記憶される。ユーザによってズームレンズのズーム量が所望の値に設定されると，記憶されているシフト量（ΔＳ１）および（ΔＳ２）等を用いて，設定されたズーム量に対応するシフト量等が算出される。算出されたシフト量等となるように変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係が調整される。

Description

変倍光学システムおよびその制御方法
　この発明は，変倍光学システムおよびその制御方法に関する。
　レンズ装置を用いて被写体を撮像する場合，高解像度の被写体像を得ようとするには絞りを開放とすることが好ましい。しかしながら，絞りを開放すると焦点深度が浅くなってしまう。絞りを絞り込む（Ｆno.値を大きくする）と焦点深度は深くなるが，被写体像の解像度が低下するとともに被写体像が暗くなってしまう。また，4Ｋテレビ用に適したレンズ装置では，焦点深度が浅いので，被写体を捕らえるために絞りを入れることにより，焦点深度を深くしている。このために，被写体の解像度が低下し，暗いシーンの撮像が困難となってしまう。さらに，被写体とカメラとが正対していない場合には，浅い焦点深度では被写体の一部しか焦点深度内に捕らえることができないことがある。
　被写体とカメラとが正対しない場合には，アオリ機能を有するレンズ装置を用いることにより，被写体とカメラとを正対に近くするものがある(特許文献１，２，３)。また，光学防振機能とアオリ機能とを併せ持つ光学機器も考えられている(特許文献４)。さらに，鏡筒を光軸方向に移動させるズーム機構と，ズーム機構の回転運動により鏡筒を光軸方向と垂直なラジアル方向に移動させるレンズシフト機構と，を有しているレンズユニットについても考えられている(特許文献５)。また，ズームの動作とシフト動作とを連動して行うレンズユニットについても考えられている(特許文献６)。
特開2010-266574号公報 特開平11-242154号公報 特開昭61-95308号公報 特開2015-99216号公報 特開2015-194592号公報 特開2015-125246号公報
　アオリ機能，シフト機能などのように，レンズと撮像装置の撮像面との位置関係を調整する機能を，ズームレンズに持たせた場合，ズーム量に応じて調整量が変わってしまう。このために，ズーム量に応じた調整量でレンズと撮像装置の撮像面との位置関係を調整する必要がある。特許文献１，２および４に記載のものは，いずれもズームレンズについては考えられていない。特許文献３に記載のものは，アオリ機構を備えるズームレンズについてのものであるが，一つの初期設定値からズーミングに応じてあおり補正を行っているので，あおり補正の精度が正確ではない。特許文献５に記載のものでは，シフト方向が光軸に垂直の一方向（Ｙ方向）に限定されているので，それ以外の方向にはシフトできない。特許文献６に記載のものでは，ズームレンズを構成するレンズ群についてシフト防振群，チルト防振群と規定されており，ズームレンズと撮像装置の撮像面との位置関係を調整するものではない。
　この発明は，変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係を，変倍量に応じて比較的正確に調整することを目的とする。
　この発明による変倍光学システムは，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像する変倍光学装置，変倍光学装置の変倍量を設定する変倍量設定装置，変倍光学装置と撮像面との位置関係を調整する位置調整機構，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を記憶する位置調整量メモリ，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた位置調整機構による位置調整量を，位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部，および位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて変倍光学装置と撮像面との位置関係を位置調整機構に調整させる位置調整機構制御部を備えていることを特徴とする。
　この発明は，変倍光学システムに適した制御方法も提供している。すなわち，この方法は，変倍光学装置が，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像し，変倍量設定装置が，変倍光学装置の変倍量を設定し，位置調整機構が，変倍光学装置と撮像面との位置関係を調整し，位置調整量メモリが，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を記憶し，位置調整量算出部が，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた位置調整機構による位置調整量を，位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出し，位置調整機構制御部が，位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて変倍光学装置と撮像面との位置関係を位置調整機構に調整させるものである。
　撮像装置の撮像面に結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系をさらに備えてもよい。
　位置調整量算出部によって算出された位置調整量を用いて位置調整機構によって変倍光学装置と撮像面との位置関係を調整させた場合に，撮像面の少なくとも一部が拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかを判定する判定部，および判定部によって，撮像面の少なくとも一部が拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，位置調整機構による調整が行われた場合に，撮像面が拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，位置調整量算出部によって算出された位置調整量を補正する位置調整量補正部をさらに備えてもよい。
　少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を入力する位置調整量入力部をさらに備えてもよい。この場合，位置調整量メモリは，たとえば，位置調整量入力部から入力された位置調整量を記憶する。
　合焦調整量を調整して，撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構，少なくとも２種類の変倍量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を記憶する合焦調整量メモリ，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた合焦調整機構による合焦調整量を，合焦調整量メモリに記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部，および合焦調整量算出部によって算出された合焦調整量を用いて，合焦調整機構により撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構制御部をさらに備えてもよい。
　変倍光学装置は，たとえば，合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を含み，合焦調整機構は，たとえば，合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を調整することにより，撮像面に被写体像を結像させる。
　位置調整機構は，たとえば，変倍光学装置の光軸を，撮像面の中心軸に対して相対的に傾けるティルト機構，変倍光学装置を撮像面に対して相対的にスライドさせるシフト機構，および変倍光学装置の光軸または撮像面の中心軸を中心として，変倍光学装置を撮像面に対して相対的に回転させる回転機構のうち少なくとも一つである。
　少なくとも２種類の変倍量は，たとえば，望遠端での変倍量および広角端での変倍量（１倍を含む）である。
　位置調整量算出部は，たとえば，位置調整量メモリに記憶されている少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量を線形補間することにより，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた位置調整機構による位置調整量を算出する。
　合焦調整量算出部は，たとえば，合焦調整量メモリに記憶されている少なくとも２種類の変倍量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を線形補間することにより，変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた合焦調整機構による合焦調整量を算出する。
　少なくとも２種類の変倍量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部をさらに備えてもよい。この場合，合焦調整量メモリは，たとえば，合焦調整量入力部から入力された合焦調整量を記憶する。
　撮像装置は，カメラ本体に設けられており，変倍量設定装置，位置調整機構，位置調整量メモリ，位置調整量算出部，および位置調整機構制御部の少なくとも一つがカメラ本体にさらに設けられていてもよい。
　この発明によると，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整量が記憶されている。変倍量設定装置によって変倍量が設定されると，その設定された変倍量に応じた位置調整量が，記憶されている少なくとも２種類の位置調整量を用いて算出される。算出された位置調整量を用いて変倍光学装置と撮像面との位置関係が調整させられる。少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整量を用いて，設定された変倍量に応じた位置調整量が算出されるので，比較的正確な位置調整量が算出できる。変倍光学装置と撮像装置の撮像面との位置関係を，変倍量に応じて比較的正確に調整できるようになる。
変倍光学システムの電気的構成を示すブロック図である。 変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。 変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。 拡大された被写体像を表す円と撮像装置の撮像面との関係を示している。 拡大された被写体像を表す円と撮像装置の撮像面との関係を示している。 変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。 ズームレンズが望遠端に設定された場合に撮像装置が相対的にシフトされた様子を示している。 ズームレンズが広角端に設定された場合に撮像装置が相対的にシフトされた様子を示している。 変倍光学装置と撮像装置の撮像面との関係を示している。 位置調整量等記憶処理手順を示すフローチャートである。 位置調整量等記憶処理手順を示すフローチャートである。 位置調整量等記憶処理手順を示すフローチャートである。 位置調整量テーブルの一例である。 撮影処理手順を示すフローチャートである。 撮影処理手順を示すフローチャートである。 撮影処理手順を示すフローチャートである。 撮影処理手順を示すフローチャートである。 撮影処理手順を示すフローチャートである。 シフト量を線形補間するグラフを示している。 合焦調整量を線形補間するグラフを示している。
　図１は，この発明の実施例を示すもので，変倍光学システム１の電気的構成を示すブロック図である。
　この実施例による変倍光学システム１は，変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係（変倍光学装置２の作る像と撮像面40Ａとの位置関係）を調整する位置調整機構を備えている。変倍光学システム１には，位置調整機構としてティルト機構29，シフト機構32および回転機構35が含まれている。この実施例においては，変倍光学システム１には，ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のすべてが設けられているが，ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のうち，少なくとも一つの機構が位置調整機構として変倍光学システム１に設けられていればよい。ティルト機構29は，変倍光学装置２の光軸Ｃを，撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸に対して相対的に傾ける。変倍光学装置２を傾けてもよいし，撮像装置40を傾けてもよいし，変倍光学装置２および撮像装置40の両方を傾けてもよい。シフト機構32は，変倍光学装置２を，撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的にスライドさせる。変倍光学装置２をスライドさせてもよいし，撮像装置40をスライドさせてもよいし，変倍光学装置２および撮像装置40の両方をスライドさせてもよい。回転機構35は，変倍光学装置２の光軸Ｃまたは撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸を中心として，変倍光学装置２を撮像面40Ａに対して相対的に回転させる。変倍光学装置２を回転させてもよいし，撮像装置40を回転させてもよいし，変倍光学装置２および撮像装置40の両方を回転させてもよい。これらのティルト機構29，シフト機構32および回転機構35は，公知の機構を利用できる。
　変倍光学システム１の全体の動作は，制御回路10によって統括される。
　制御回路10には，所定のデータ等を記憶するメモリ11(位置調整量メモリ)が接続されている。詳しくは後述すように，このメモリ11に，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整機構による位置調整量が記憶される。
　変倍光学システム１には，ティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13，回転ダイアル14，合焦調整量ダイアル15およびズーム・ボタン16が設けられている。ティルト・ダイアル12は，ティルト機構29によるティルト角(あおり角)を設定する。設定されたティルト角を示す信号は，制御回路10に入力する。シフト・ダイアル13は，シフト機構32によるシフト量を設定する。設定されたシフト量を示す信号は，制御回路10に入力する。回転ダイアル14は，回転機構35による回転量を設定する。設定された回転量を示す信号は，制御回路10に入力する。合焦調整量ダイアル15は，合焦調整量を設定する。設定された合焦調整量を示す信号は制御回路10に入力する。合焦調整量が比較的大きい場合には，変倍光学装置２に含まれているフォーカス・レンズ３（フォーカス光学系）を用いて合焦が調整される。合焦調整量が比較的小さい場合には，変倍光学装置２に含まれているマスタ・レンズ６（マスタ光学系）を用いて合焦が調整される。ズーム・ボタン16は，変倍光学装置２の変倍量を設定する。設定された変倍量を示す信号も制御回路10に入力する。
　変倍光学システム１には，変倍光学装置２が含まれている。この変倍光学装置２によって，変倍量に応じて倍率が変化させられた被写体像が撮像装置40の撮像面40Ａに結像する。
　変倍光学装置２には，フォーカス・レンズ３，ズームレンズ４，絞り５，マスタ・レンズ６および拡大レンズ７が含まれている。図１においては，フォーカス・レンズ３，マスタ・レンズ６および拡大レンズ７は，それぞれ１枚のレンズとして図示されているが，１枚のレンズでもよいし，複数枚のレンズから構成されるレンズ群でもよい。また，図１においては，ズームレンズ４は，２枚のレンズとして図示されているが，３枚以上のレンズから構成されていてもよい。ズームレンズ４は，通常は３枚以上のレンズから構成されることとなろう。
　フォーカス・レンズ３は，フォーカス・モータ21によって光軸方向に位置決めされる。フォーカス・モータ21は，制御回路10によって制御される駆動回路22によって駆動させられる。ズームレンズ４は，ズーム・モータ23によってズーム位置(ズームレンズ４を構成する各レンズのそれぞれの位置)が位置決めされる。ズーム・モータ23は，制御回路10によって制御される駆動回路24によって駆動させられる。絞り５は，絞りモータ25によって開口量が決められる。絞りモータ25は，制御回路10によって制御される駆動回路26によって駆動させられる。絞り設定ボタン(図示略)によって絞り値が設定されると，その設定された絞り値を示す信号が制御回路10に入力し，設定された絞り値となるように駆動回路26によって絞りモータ25が駆動させられる。マスタ・レンズ６はマスタ・モータ27によって光軸方向に位置決めされる。マスタ・モータ27は，制御回路10によって制御される駆動回路28によって駆動させられる。上述のように合焦調整量が比較的大きい場合には，フォーカス・レンズ３を用いて合焦調整が行われるようにフォーカス・モータ21によってフォーカス・レンズ３が位置決めされる。合焦調整量が比較的小さい場合には，マスタ・レンズ６を用いて合焦調整が行われるようにマスタ・モータ27によってマスタ・レンズ６が位置決めされる。
　この実施例による変倍光学装置２には，拡大レンズ７が含まれている。この拡大レンズ７は，撮像装置40の撮像面40Ａに結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系である。ズームレンズ４が変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させるのに対し，拡大レンズ７は，被写体像自体を拡大する点でズームレンズ４と異なる。また，変倍光学装置２にエクステンダ・レンズが設けられている場合には，エクステンダ・レンズとは別に拡大レンズ７が設けられる。この点においても，拡大レンズ７はエクステンダ・レンズとも異なる。もっとも，変倍光学装置２には，必ずしも拡大レンズ７が含まれていなくともよい。
　ティルト機構29は，ティルト・モータ30によって動作する。ティルト・モータ30は，制御回路10によって制御される駆動回路31によって駆動させられる。ティルト・ダイアル12によって設定されたティルト角となるように，ティルト・モータ30によってティルト機構29が動作するようになる。
　シフト機構32は，シフト・モータ33によって動作する。シフト・モータ33は，制御回路10によって制御される駆動回路34によって駆動させられる。シフト・ダイアル13によって設定されたシフト量となるように，シフト・モータ33によってシフト機構32が動作するようになる。
　回転機構35は，回転モータ36によって動作する。回転モータ36は，制御回路10によって制御される駆動回路37によって駆動させられる。回転ダイアル14によって設定された回転量となるように，回転モータ36によって回転機構35が動作するようになる。
　ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のうち，少なくとも一つの機構が変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を調整する位置調整機構となる。
　変倍光学装置２によって被写体像が，カメラ本体42に設けられている撮像装置40の撮像面40Ａに結像する。撮像装置40からは，被写体像を表す映像信号が出力し，信号処理回路41に入力する。信号処理回路41において所定の信号処理が行われる。信号処理回路41からの出力データは，表示装置(図示略)に与えられる。ズーム・ボタン16（変倍量設定装置），メモリ11（位置調整量メモリ），ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35（位置調整機構），ならびに制御回路10（位置調整量算出部，位置調整機構制御部）の少なくとも一つがカメラ本体42に設けられていてもよい。
　図２は，変倍光学装置２によって結像する被写体像を表す円51および円52と撮像装置40の撮像面40Ａとの関係を示している。
　被写体像は，変倍光学装置２によって結像する。変倍光学装置２に拡大レンズ７が含まれていない場合には，変倍光学装置２によって結像する被写体像は，円51によって表される。変倍光学装置２がシフトもティルトもしていない状態では，被写体像を表す円51は，撮像装置40の撮像面40Ａに外接する。円51が撮像装置40の撮像面40Ａに外接する場合，撮像装置40の撮像面40Ａの対角線の長さをＬとすると，円51の直径はＬとなる。円51は，撮像装置40の撮像面40Ａに必ずしも外接しなくともよいが，少なくとも撮像装置40の撮像面40Ａは，被写体像を表す円51に完全に含まれ，円51からはみ出さない。
　変倍光学装置２に拡大レンズ７が含まれている場合には，変倍光学装置２によって被写体像が拡大するので，変倍光学装置２によって結像する被写体像は，撮像装置40の撮像面40Ａと同一面40Ｂに結像することとなり，円52によって表される。拡大レンズ７の拡大率をｍ倍とすると，円52の直径は，Ｌ×ｍとなる。
　この実施例では，変倍光学装置２を撮像装置40に対して相対的にシフト（スライド）することにより，変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を調整することができる。撮像装置40に対して変倍光学装置２がシフトしてもよいし，変倍光学装置２に対して撮像装置40がシフトしてもよい。変倍光学装置２の光軸ＣをＺ軸，Ｚ軸を法線とするＸＹ平面を考え，Ｚ軸を始点として互いに垂直の軸をＸ軸およびＹ軸とすると，変倍光学装置２および撮像装置40の少なくとも一方は，Ｘ方向およびＹ方向の少なくとも一方の方向にシフトされる。変倍光学装置２および撮像装置40のいずれもシフトしていない場合には，拡大レンズ７によって拡大されていない被写体像を表す円51の中心Ｃ１の位置と，拡大レンズ７によって拡大された被写体像を表す円52の中心Ｃ２の位置と，撮像装置40の撮像面40Ａの中心の位置と，は一致している。
　円51が円52からはみ出さない範囲で，変倍光学装置２と撮像装置40とは相対的にシフトされる。円51が円52からはみ出なければ，撮像装置40が回転しても，撮像装置40の撮像面40Ａは円52からはみ出ることはない。円52は拡大された被写体像を表しているので，撮像面40Ａが円52からはみ出ると，撮像装置40が回転した場合に，撮像面40Ａに光が当たらない部分が生じ，撮像装置40から出力される映像信号によって表される画像に黒い部分が生じてしまう。円52は拡大レンズ７によって拡大された被写体像を表しているので，撮像面40Ａが円52からはみ出なければ，撮像装置40の撮像面40Ａには被写体像の一部が結像しており，撮像面40Ａに光が当たらない部分が生じない。撮像装置40から出力される映像信号によって表される画像に黒い部分が生じてしまうことが未然に防止される。
　図３は，変倍光学装置２が－Ｘ方向にシフトされた様子(撮像装置40がＸ方向にシフトされた様子)を示し，図４は，円51，円52，撮像面40Ａなどを図３に比べて拡大している拡大図を示している。
　撮像装置40の撮像面40Ａの対角線の長さをＬ，変倍光学装置２に含まれている拡大レンズ７の拡大率をｍとすると，円52の半径は（Ｌ／２）×ｍとなる。円51の半径はＬ／２であるから，円51が円52からはみ出ない最大シフト量は，（Ｌ／２）×ｍ－Ｌ／２＝（Ｌ／２）×（ｍ－１）となる。±（Ｌ／２）×（ｍ－１）の範囲で変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にシフトされる。
　変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的に回転しない場合には，撮像面40Ａが円52からはみ出なければよい。
　図５は，図３に比べて円52と撮像面40Ａとの位置関係を拡大している。
　変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にＸ方向にシフトする場合，撮像面40Ａの２つの頂角が円52に接する状態までが，最大シフト量である。Ｘ方向の最大シフト量は，図５に示すように，円52に接している撮像面40Ａの頂角から円52の中心Ｃ２とを結ぶ線と，中心Ｃ２を通るＹ方向の線と，のなす角をαとし，撮像面40Ａにおいて，撮像面40Ａの中心と頂角とを結ぶ線と，撮像面40Ａを通るＹ方向の線と，のなす角をβとすると，｛（Ｌ／２）×ｍ｝sinα－（Ｌ／２）sinβで得られる。なす角αおよびβは，円52の半径｛（Ｌ／２）×ｍ｝，撮像面40Ａの大きさなどから一義的に定まるので，Ｘ方向の最大シフト量も一義的に定まる。同様にして，Ｙ方向の最大シフト量も一義的に定まるのは容易に理解できよう。
　図６は，図３に対応するもので，変倍光学装置２がＸ方向にシフトされた様子(撮像装置40がＸ方向にシフトされた様子)を示している。
　変倍光学装置２がＸ方向にシフト(撮像装置40が－Ｘ方向にシフト)された場合も，変倍光学装置２が－Ｘ方向にシフト（撮像装置40がＸ方向にシフト）された場合と同様に，円51が円52からはみ出ない最大シフト量は，－Ｘ方向に，（Ｌ／２）×ｍ－Ｌ／２＝（Ｌ／２）×（ｍ－１）となる。－Ｘ方向に，（Ｌ／２）×（ｍ－１）の範囲で変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にシフトされる。
　図６に示すように，変倍光学装置２がＸ方向にシフト(撮像装置40が－Ｘ方向にシフト)される場合も，図５に示したように，円51ではなく，撮像面40Ａが円52からはみ出ないように，変倍光学装置２がＸ方向にシフト(撮像装置40が－Ｘ方向にシフト)するようにしてもよい。
　図７および図８は，変倍光学装置２が－Ｙ方向にシフト(撮像装置40がＹ方向にシフト)された様子を示すものである。
　図７は，ズームレンズ４が望遠端に位置決めされた場合の様子を示している。
　図２に示すように，撮像装置40の中心と，円51の中心Ｃ１と，円52の中心Ｃ２と，が一致している場合の撮像装置40の位置が位置Ｐで示されている。ズームレンズ４の位置は基準位置とされている。ズームレンズ４が望遠端とされると，ユーザは，被写体を撮像しながらシフト・ダイアル12を操作して所望の位置に変倍光学装置２をシフトする（または撮像装置40をシフトする）。図７に示す例では，撮像装置40がΔＳ１だけ相対的にＹ方向にシフトしている。望遠端でのシフト位置が決定する。
　図８は，ズームレンズ４が広角端に位置決めされた場合の様子を示している。
　図８に示す場合も，撮像装置40の中心と，円51の中心Ｃ１と，円52の中心Ｃ２と，が一致している場合の撮像装置40の位置が位置Ｐで示されている。ズームレンズ４の位置は基準位置とされている。ズームレンズ４が広角端とされると，ユーザは，被写体を撮像しながらシフト・ダイアル12を操作して所望の位置に変倍光学装置２をシフトする（または撮像装置40をシフトする）。図８に示す例では，撮像装置40がΔＳ２だけ相対的にＹ方向にシフトしている。望遠端でのシフト位置が決定する。
　この実施例では，ズームレンズ４を用いてズーム量を設定して被写体を撮像する場合には望遠端および広角端に対応して設定されたシフト量を用いて，設定されたズーム量に対応するシフト量が算出される。算出されたシフト量となるように，変倍光学装置２と撮像装置40とが相対的にシフトされる。
　図９は，変倍光学装置２によって結像する被写体像を表す円51および円53と撮像装置40の撮像面40Ａとの関係を示している。円53は，変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように変倍光学装置２が傾けられたことにより生じる拡大された被写体像を表している。
　図９においては，ティルト機構29によって変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように，変倍光学装置２がティルト角θだけ相対的に傾けられている。
　変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように変倍光学装置２が相対的に傾けられる場合においても，図７および図８を参照して説明したように，望遠端でのティルト角および広角端でのティルト角がユーザの設定により得られる。ユーザが設定されたズーム量に応じたティルト角が，望遠端でのティルト角および広角端でのティルト角から算出され，算出されたティルト角となるようにティルト機構29によって設定される。
　また，ティルト機構29によって変倍光学装置２の光軸Ｃが撮像装置40の中心軸に対して相対的に傾くように，変倍光学装置２が傾けられた場合においても図２から図６を参照して説明したように，円51または撮像面40Ａが円53からはみ出ないように，シフト量が決定される。
　ティルト角θは，撮像装置40の撮像面40Ａと同一面40Ｂと，変倍光学装置２の光軸Ｃを法線とする平面と，のなす角である。ティルト角θの大きさに応じて円53の大きさが変化するので，変倍光学装置２が撮像装置40に対してティルト角θだけ相対的に傾けられた場合に得られる円53の範囲が，ティルト角θに対応してあらかじめ測定されている。その円53の範囲を示すデータはティルト角θに対応してメモリ11にあらかじめ記憶されている。変倍光学装置２がティルト角θだけ相対的に傾けられ，かつ変倍光学装置２が撮像装置40に対して相対的にシフトさせられる場合には，円51が，メモリ11にあらかじめ記憶されているデータによって規定される円53の範囲からはみ出さない範囲で変倍光学装置２のシフトが可能なように制御回路10によって制御される。変倍光学装置２のシフトはＸ方向およびＹ方向のいずれでもよく，かつＸ方向およびＹ方向で規定される平面上のいずれの方向でもよい。また，変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に傾けられている場合でも，変倍光学装置２の光軸Ｃを中心に，回転機構35によって変倍光学装置２を回転させることもできる（撮像装置40を撮像面40Ａの中心軸を中心に回転させてもよい）。円51が円53の中に入っていれば，変倍光学装置２または撮像装置40が回転しても，撮像装置40の撮像面40Ａが円53からはみ出ることは無いので，撮像面40Ａには常に被写体像の一部が結像している。撮像面40Ａに光が当たらない部分が生じ，撮像装置40から出力される信号によって表される画像に黒い部分が生じてしまうということが未然に防止される。
　図９に示すものは，変倍光学装置２が撮像装置40に対して相対的に傾けられた場合に，円51が円53からはみ出ないようにシフト（必ずしもシフトしなくともよい）するものであるが，変倍光学装置２および撮像装置40が回転しない場合には，図５を参照して説明したのと同様に，撮像装置40の撮像面40Ａが円53からはみ出ないようにシフトしてもよい。
　図10から図12は，位置調整量記憶処理手順を示すフローチャートである。
　位置調整量記憶処理は，上述のように，ズームレンズ４を望遠端および広角端とした場合のシフト量，ティルト角および回転量を記憶する処理である。分かりやすくするために，シフト方向およびティルト方向はいずれも一方向とするが，一方向以外も可能なのはいうまでもない。一方向以外も可能な場合，シフト方向およびティルト方向に対応してシフト量およびティルト角が記憶される。シフト量，ティルト量および回転量のすべてを記憶する必要は必ずしもなく，少なくとも一つの量が変倍光学システム１のメモリ11に記憶されればよい。
　この実施例では，ズームレンズ４を用いて，かつ変倍光学装置２をシフト等の位置調整しながら撮像する場合に，ズームレンズ４を望遠端および広角端に設定し，望遠端および広角端のそれぞれのシフト等の位置調整量があらかじめ記憶される。
　ユーザによってズーム・ボタン16が操作され，望遠端指令が変倍光学システム１に入力する(ステップ71)。ズーム・モータ23によってズームレンズ４が駆動され，ズームレンズ４は望遠端とさせられる(ステップ72)。ズームレンズ４が望遠端とされている状態で被写体が撮像され被写体像が得られる。被写体像は表示画面(図示略)上に表示される。変倍光学装置２を撮像装置40に対して相対的にシフトする必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながらシフト・ダイアル13を操作して変倍光学装置２のシフト量を設定する(ステップ73でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，シフト・モータ33によってシフト機構32が駆動することにより変倍光学装置２は撮像装置40に対して相対的にシフトする。ユーザによって設定された望遠端でのシフト量はメモリ11に記憶される(ステップ74)。
　図13は，メモリ11に記憶される位置調整量テーブルの一例である。
　ズームレンズ４が望遠端に設定された場合に，シフト量がΔＳ１と設定されると，望遠端のシフト量がΔＳ１と位置調整量テーブルに格納される。
　ズームレンズ４が望遠端に設定された場合に，変倍光学装置２の相対的なシフトが不要と考えた場合には変倍光学装置２の相対的なシフトは行われない(ステップ73でＮＯ)。ズームレンズ４が望遠端に設定された場合に変倍光学装置２の相対的なシフトが行われないと，図15に示す位置調整量テーブルにおいて，望遠端におけるシフト量についてのデータは無しとなる。
　つづいて，ズームレンズ４が望遠端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的にティルトする必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながらティルト・ダイアル12を操作して変倍光学装置２のティルト角を設定する(ステップ75でＹＥＳ)（ティルト角としてθ１が設定されたものとする）。ユーザの設定に応じて，ティルト・モータ30によってティルト機構29が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に傾けられる。変倍光学装置２のティルト角θ１がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ76)。ユーザによるティルト角の設定が行われなければ(ステップ75でＮＯ)，望遠端でのティルト角はメモリ11に記憶されない。図15に示す位置調整量テーブルにおいて，望遠端におけるティルト角についてのデータは無しとなる。
　ズームレンズ４が望遠端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的に回転する必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながら回転ダイアル14を操作して変倍光学装置２の回転角を設定する(ステップ77でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，回転モータ36によって回転機構35が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に回転させられる。変倍光学装置２の回転角φ１がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ78)。ユーザによる回転角の設定が行われなければ(ステップ77でＮＯ)，望遠端での回転角はメモリ11に記憶されない。図15に示す位置調整量テーブルにおいて，望遠端における回転角についてのデータは無しとなる。図５または図９を参照して説明したように，円51ではなく，撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出ないように変倍光学装置２を相対的にシフトする場合には，変倍光学装置２が回転すると，撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまうことがある。変倍光学装置２が相対的に回転することにより撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまう場合には，変倍光学装置２の回転を禁止することが好ましい。
　つづいて，ユーザは，ズームレンズ４が望遠端にある状態で合焦調整量ダイアル15を操作することにより，撮像により得られた画像を見ながら，合焦調整を行う(ステップ79)。合焦調整量に応じてフォーカス・モータ21またはマスタ・モータ27が駆動し，フォーカス・レンズ３またはマスタ・レンズ６が移動することにより，合焦調整が行われる。望遠端での合焦調整量が，図13に示す位置調整量テーブルに格納され，メモリ11に記憶される(ステップ80)。もっとも，変倍光学システム１が自動合焦制御機能を有していれば合焦調整量は必ずしもメモリ11に記憶する必要はない。
　望遠端についてのシフト量等が位置調整量テーブルに格納されると，ユーザによってズーム・ボタン16が操作され，広角指令が変倍光学システム１に入力される(ステップ81)。すると，ズーム・モータ23によってズームレンズ４が広角端とされる(ステップ82)。
　ズームレンズ４が広角端とされている状態で被写体が撮像され被写体像が得られる。被写体像は表示画面(図示略)上に表示される。変倍光学装置２を撮像装置40に対して相対的にシフトする必要があると考えると，ユーザは被写体像を見ながらシフト・ダイアル13を操作して変倍光学装置２のシフト量を設定する(ステップ83でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，シフト・モータ33によってシフト機構32が駆動することにより変倍光学装置２は撮像装置40に対して相対的にシフトする。ユーザによって設定された広角端でのシフト量は位置調整量テーブルに格納され，メモリ11に記憶される(ステップ84)。
　ズームレンズ４が広角端に設定された場合に，変倍光学装置２の相対的なシフトが不要と考えた場合には変倍光学装置２の相対的なシフトは行われない(ステップ83でＮＯ)。ズームレンズ４が広角端に設定された場合に変倍光学装置２の相対的なシフトが行われないと，図13に示す位置調整量テーブルにおいて，広角端におけるシフト量についてのデータは無しとなる。
　つづいて，ズームレンズ４が広角端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的にティルトする必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながらティルト・ダイアル12を操作して変倍光学装置２のティルト角を設定する(ステップ85でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，ティルト・モータ30によってティルト機構29が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に傾けられる。変倍光学装置２のティルト角θ１がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ86)。ユーザによるティルト角の設定が行われなければ(ステップ85でＮＯ)，広角端でのティルト角はメモリ11に記憶されない。図13に示す位置調整量テーブルにおいて，広角端におけるシフト角についてのデータは無しとなる。
　ズームレンズ４が広角端に設定されている場合に変倍光学装置２が相対的に回転する必要があるとユーザが考えると，ユーザは被写体像を見ながら回転ダイアル14を操作して変倍光学装置２の回転角を設定する(ステップ87でＹＥＳ)。ユーザの設定に応じて，回転モータ36によって回転機構35が駆動する。変倍光学装置２が撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に回転させられる。変倍光学装置２の回転角φ２がメモリ11に格納されている位置調整量テーブルに記憶される(ステップ88)。ユーザによる回転角の設定が行われなければ(ステップ87でＮＯ)，広角端での回転角はメモリ11に記憶されない。図13に示す位置調整量テーブルにおいて，広角端における回転角についてのデータは無しとなる。ズームレンズ４が広角端に設定されている場合においても，図５または図９を参照して説明したように，円51ではなく，撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出ないように変倍光学装置２を相対的にシフトする場合には，変倍光学装置２が回転すると，撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまうことがある。変倍光学装置２が相対的に回転することにより撮像装置40の撮像面40Ａが円52または53からはみ出てしまう場合には，変倍光学装置２の回転を禁止することが好ましい。
　つづいて，ユーザは，ズームレンズ４が広角端にある状態で合焦調整量ダイアル15を操作することにより，撮像により得られた画像を見ながら，合焦調整を行う(ステップ89)。合焦調整量に応じてフォーカス・モータ21またはマスタ・モータ27が駆動し，フォーカス・レンズ３またはマスタ・レンズ６が移動することにより，合焦調整が行われる。広角端での合焦調整量が，図13に示す位置調整量テーブルに格納され，メモリ11に記憶される(ステップ90)。もっとも，変倍光学システム１が自動合焦制御機能を有していれば，ズームレンズ４が望遠端に設定されている場合と同様にズームレンズ４が広角端に設定されている場合も合焦調整量は必ずしもメモリ11に記憶する必要はない。
　このようにして，図13に示すように，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合におけるシフト量ΔＳ１，ティルト角θ１，回転角φ１，および合焦調整量Δ１，ならびにズームレンズ４が広角端に設定された場合におけるシフト量ΔＳ２，ティルト角θ２，回転角φ２，および合焦調整量Δ２のうち，ユーザによって設定された値が位置調整量テーブルに格納されてメモリ11に記憶される。
　図14から図18は，位置調整量等がメモリ11に記憶された後にズームレンズ４を用いて被写体を撮影する場合の処理手順を示すフローチャートである。
　ユーザによってズーム・ボタン16が操作され，ズームレンズ４が所望の変倍量に設定される(ステップ101)。望遠端のシフト量および広角端のシフト量のいずれもがメモリ11に記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ102)。望遠端のシフト量および広角端のシフト量のいずれもがメモリ11に記憶されている場合には(ステップ102でＹＥＳ)，メモリ11に記憶されている望遠端のシフト量および広角端のシフト量のいずれもメモリから読み取られる(ステップ103)。読み取られた望遠端のシフト量および広角端のシフト量から，ユーザによって設定されたズーム量に応じたシフト量が制御回路10によって算出される(ステップ104)。
　図19は，ズーム量に応じたシフト量の算出の方法を示すグラフである。
　図13に示すように，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合のシフト量がΔＳ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合のシフト量がΔＳ２として記憶されているものとする。望遠端のズーム量と広角端のズーム量との間のズーム量に対応するシフト量は，望遠端のズーム量に対応するシフト量ΔＳ１と広角端のズーム量に対応するシフト量ΔＳ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。ズーム量がＺｘに設定されたとすると，シフト量ΔＳｘが算出される。
　望遠端のシフト量または広角端のシフト量のいずれかがメモリ11に記憶されていない場合には(ステップ102でＮＯ)，変倍光学装置２の相対的なシフトは不要と考えられたと判断され，ステップ103および104のシフト算出処理はスキップされる。
　つづいて，望遠端のティルト角および広角端のティルト角のいずれもがメモリ11に記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ106)。望遠端のティルト角および広角端のティルト角のいずれもがメモリ11に記憶されている場合には(ステップ106でＹＥＳ)，メモリ11に記憶されている望遠端のティルト角および広角端のティルト角のいずれもメモリから読み取られる(ステップ107)。読み取られた望遠端のティルト角および広角端のティルト角から，ユーザによって設定されたズーム量に応じたティルト角が制御回路10によって算出される(ステップ108)。
　このティルト角の算出も，図19を参照してズーム量に応じたシフト量の算出を説明したのと同様に算出できる。たとえば，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合のティルト角がθ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合のティルト角がθ２として記憶されているものとする。望遠端のティルト角θ１と広角端のティルト角θ２との間のズーム量に対応するティルト角は，望遠端のズーム量に対応するティルト角θ１と広角端のズーム量に対応するティルト角θ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。
　望遠端のティルト角または広角端のティルト角のいずれかがメモリ11に記憶されていない場合には(ステップ106でＮＯ)，変倍光学装置２の相対的なティルトは不要と考えられたと判断され，ステップ107および108のシフト算出処理はスキップされる。
　つづいて，望遠端の回転角および広角端の回転角のいずれもがメモリ11に記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ110)。望遠端の回転角および広角端の回転角のいずれもがメモリ11に記憶されている場合には(ステップ110でＹＥＳ)，メモリ11に記憶されている望遠端の回転角および広角端の回転角のいずれもメモリから読み取られる(ステップ111)。読み取られた望遠端の回転角および広角端の回転角から，ユーザによって設定されたズーム量に応じた回転角が制御回路10によって算出される(ステップ112)。
　この回転角の算出も，図19を参照してズーム量に応じたシフト量の算出を説明したのと同様に算出できる。たとえば，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合の回転角がφ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合の回転角がφ２として記憶されているものとする。望遠端の回転角φ１と広角端の回転角φ２との間のズーム量に対応する回転角は，望遠端のズーム量に対応する回転角φ１と広角端のズーム量に対応する回転角φ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。
　望遠端の回転角または広角端の回転角のいずれかがメモリ11に記憶されていない場合には(ステップ110でＮＯ)，変倍光学装置２の相対的な回転は不要と考えられたと判断され，ステップ111および112の回転角算出処理はスキップされる。
　つづいて，メモリ11に，望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量のいずれもが記憶されているかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ113)。いずれの合焦調整量も記憶されている場合には（ステップ113でＹＥＳ），メモリ11に記憶されている望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量のいずれの合焦調整量も読み取られる（ステップ115）。ユーザによって設定されたズーム量に対応した合焦調整量が，望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量の線形補間により算出される（他の方法による算出してもよい）（ステップ116）。
　図20は，ズーム量に応じた合焦調整量の算出の方法を示すグラフである。
　図13に示すように，ズームレンズ４が望遠端に設定された場合の合焦調整量がΔ１として記憶されており，ズームレンズ４が広角端に設定された場合の合焦調整量がΔ２として記憶されているものとする。望遠端の合焦調整量と広角端の合焦調整量との間の合焦調整量に対応する合焦調整量は，望遠端のズーム量に対応する合焦調整量Δ１と広角端のズーム量に対応する合焦調整量Δ２との線形補間により算出される（他の方法により算出してもよい）。ズーム量がＺｘに設定されたとすると，合焦調整量Δｘが算出される。
　メモリ11に，望遠端での合焦調整量および広角端での合焦調整量の少なくとも一方が記憶されていない場合には（ステップ113でＮＯ），撮像装置40から出力される映像信号などを利用して自動合焦制御が行われる（ステップ114）。
　つづいて，ユーザによって設定されたズーム量に応じたシフト量，ティルト角，回転角などの位置調整量のうち算出された位置調整量を用いて変倍光学装置２または撮像装置40の位置調整が行われた場合に，撮像装置40の撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかが制御回路10によって判断される(ステップ117)。すなわち，図２，図９などを参照して説明したように，拡大された被写体像を表す円52，円53から撮像装置40の撮像面40Ａがはみ出さないかどうかが制御回路10によって判断される。拡大された被写体像を表す円52，円53から撮像装置40の撮像面40Ａの外接円である円51がはみ出さないかどうかが制御回路10によって判断されるようにしてもよい。
　変倍光学装置２または撮像装置40の位置調整が行われた場合に，撮像装置40の撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大された被写体像の範囲に含まれなくなってしまう場合には(ステップ117でＹＥＳ)，撮像装置40の撮像面40Ａのすべてが，円52，円53などによって示される拡大された被写体像の範囲に含まれるように位置調整量(シフト量，ティルト角，回転角)が制御回路10によって補正させられる(ステップ118)。位置調整量の補正は，好ましくは，算出された位置調整量のうち算出されたシフト量，ティルト角，回転角などを同じ割合で補正するが，必ずしも同じ割合で補正しなくともよい。シフト量，ティルト角，回転角のうち，補正する優先順位を決めておき，その優先順位にしたがって補正するようにしてもよい。変倍光学装置２または撮像装置40の位置調整が行われた場合に，撮像装置40の撮像面40Ａのすべてが拡大された被写体像の範囲に含まれる場合には(ステップ117でＮＯ)，ステップ118に示す位置調整量補正処理はスキップされる。
　制御回路10（位置調整量算出部）によって算出された位置調整量を用いて位置調整機構によって変倍光学装置２と撮像装置40との位置関係を調整させた場合に，撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかについても制御回路10（判定部）によって判定される。また，撮像面40Ａの少なくとも一部が拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，位置調整機構による調整が行われた場合に，撮像面40Ａが拡大レンズ７によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，算出された位置調整量を補正することも制御回路10（位置調整量補正部）によって行われるが，他の回路によって行われてもよい。
　このようにして位置調整量（位置調整量はシフト量，ティルト角，または回転角である）が算出または補正されると，算出された位置調整量または補正された位置調整量を用いて位置調整が行われる(ステップ119)。
　さらに，算出された合焦調整量を用いて合焦調整が行われる（ステップ120）。合焦調整は，フォーカス・レンズ３およびマスタ・レンズ６の両方のレンズの位置調整を行うことにより実施してもよいし，フォーカス・レンズ３またはマスタ・レンズ６のいずれか一方のレンズの位置調整により実施してもよい。また，ステップ118において位置調整量が補正された場合には，合焦位置もずれるため，算出された合焦調整量を用いて合焦調整が行われても合焦しないことがある。この場合には補正された位置調整量を用いて，算出された合焦調整量も補正し，補正された合焦調整量を用いて合焦調整することが好ましい。合焦調整量の補正は，補正された位置調整量から，その補正された位置調整量に対応するズーム量を算出し，算出されたズーム量に対応する合焦調整量を算出することにより実施できる。
　撮影が終了するまで，ステップ101からの処理が繰り返される（ステップ121）。
　望遠端におけるズーム量と広角端におけるズーム量との少なくとも２種類のズーム量に対応した位置調整量（シフト量，ティルト角，回転角）が記憶されており，ズーム・ボタン16によってズーム量が設定されると，その設定されたズーム量に応じた位置調整量が，記憶されている少なくとも２種類の位置調整量を用いて算出されている。算出された位置調整量を用いて変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係が調整させられ，少なくとも２種類のズーム量に対応した位置調整量を用いて，設定されたズーム量に応じた位置調整量が算出されるので，比較的正確な位置調整量が算出できる。変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を，ズーム量に応じて比較的正確に調整できるようになる。
　上述の実施例において，変倍光学装置２は，ズーム量（ズーム量とは変倍量のことである）に応じた被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置40の撮像面40Ａに結像するものである。また，ズーム・ボタン16は，変倍光学装置２のズーム量を設定するものである。ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35は，変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係（位置関係とは，たとえば，変倍光学装置２の作る像と撮像面40Ａとの位置関係をいう）を調整する位置調整機構であり，ティルト機構29，シフト機構32および回転機構35のうち，少なくとも一つが存在すればよい。ティルト機構は，変倍光学装置２の光軸Ｃが，撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸に対して相対的に傾くように変倍光学装置２を傾けるものである。シフト機構は，変倍光学装置２を，撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的にスライドさせるものである。さらに，回転機構は，変倍光学装置２の光軸Ｃまたは撮像装置40の撮像面40Ａの中心軸を中心として，変倍光学装置２を撮像装置40の撮像面40Ａに対して相対的に回転させるものである。
　メモリ11は，望遠端のズーム量と広角端のズーム量とに対応した位置調整機構による位置調整量（位置調整量とは，図13に示したようにシフト量，ティルト角，回転角のことである）を記憶する位置調整量メモリである。メモリ11には，少なくとも２種類のズーム量に対応した位置調整量が記憶されればよく，必ずしも望遠端のズーム量と広角端のズーム量とに対応した位置調整量が記憶されなくともよい。
　制御回路10は，ズーム・ボタン16によって設定されたズーム量に応じた位置調整量を，メモリ11に記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部である。また，制御回路10は，算出された位置調整量を用いて変倍光学装置２と撮像装置40の撮像面40Ａとの位置関係を位置調整機構に調整させる位置調整機構制御部である。
　また，ティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13および回転ダイアル14は，少なくとも２種類の変倍量に対応した位置調整量を入力する位置調整量入力部である。上述のように，ティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13または回転ダイアル14からティルト角，シフト量または回転角（位置調整量）が入力された場合には，メモリ11には，それらのティルト・ダイアル12，シフト・ダイアル13または回転ダイアル14から入力されたティルト角，シフト量または回転角（位置調整量）が記憶される。
　フォーカス・モータ21およびマスタ・モータ27の少なくとも一方が合焦調整量を調整して撮像装置40の撮像面40Ａに被写体像を結像する合焦調整機構であり，メモリ11が少なくとも２種類のズーム量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を記憶する合焦調整量メモリである。また，制御回路10が，設定されたズーム量に応じた合焦調整量を，メモリ11に記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部であり，かつ算出された合焦調整量を用いて合焦調整機構により撮像面40Ａに被写体像を結像させる合焦調整機構制御部である。
　さらに，合焦調整量ダイアル15が，少なくとも２種類のズーム量に対応した合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部であり，メモリ11は，合焦調整量ダイアル15から入力された合焦調整量を記憶する合焦調整量メモリである。
１　変倍光学システム，２　変倍光学装置，３　フォーカス・レンズ，４　ズームレンズ，５　絞り，６　マスタ・レンズ，７　拡大レンズ，10　制御回路，11　メモリ，12　ティルト・ダイアル，13　シフト・ダイアル，14　回転ダイアル，15　合焦調整量ダイアル，16　ズーム・ボタン，21　フォーカス・モータ，22　駆動回路，23　ズーム・モータ，24　駆動回路，25　絞りモータ，26　駆動回路，27　マスタ・モータ，28　駆動回路，29　ティルト機構，30　ティルト・モータ，31　駆動回路，32　シフト機構，33　シフト・モータ，34　駆動回路，35　回転機構，36　回転モータ，37　駆動回路，40　撮像装置，40Ａ　撮像面，40Ｂ　同一面，41　信号処理回路，42　カメラ本体，51－53　円，Ｃ　光軸，Ｃ１　中心，Ｃ２，Δ１　合焦調整量，Δ２　合焦調整量，ΔＳ１　シフト量，ΔＳ２　シフト量，ΔＳｘ　シフト量，Δｘ　合焦調整量，α　角，θ　ティルト角，θ１　ティルト角，θ２　ティルト角，φ１　回転角，φ２　回転角

Claims (13)

  1. 　変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像する変倍光学装置，
    　上記変倍光学装置の変倍量を設定する変倍量設定装置，
    　上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整する位置調整機構，
    　少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を記憶する位置調整量メモリ，
    　上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記位置調整機構による位置調整量を，上記位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出する位置調整量算出部，および
    　上記位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を上記位置調整機構に調整させる位置調整機構制御部，
    　を備えた変倍光学システム。
  2. 　上記撮像装置の撮像面に結像する被写体像自体を拡大する拡大光学系，
    　をさらに備えた請求項１に記載の変倍光学システム。
  3. 　上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を用いて上記位置調整機構によって上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整させた場合に，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないかどうかを判定する判定部，および
    　上記判定部によって，上記撮像面の少なくとも一部が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれないと判定されたことに応じて，上記位置調整機構による調整が行われた場合に，上記撮像面が上記拡大光学系によって拡大された被写体像の範囲に含まれる位置調整量に，上記位置調整量算出部によって算出された位置調整量を補正する位置調整量補正部，
    　をさらに備えた請求項２に記載の変倍光学システム。
  4. 　上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を入力する位置調整量入力部をさらに備え，
    　上記位置調整量メモリは，
    　上記位置調整量入力部から入力された位置調整量を記憶する，
    　　請求項１から３のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
  5. 　合焦調整量を調整して，上記撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構，
    　上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を
    記憶する合焦調整量メモリ，
    　上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記合焦調整機構による合焦調整量を，上記合焦調整量メモリに記憶されている合焦調整量を用いて算出する合焦調整量算出部，および
    　上記合焦調整量算出部によって算出された合焦調整量を用いて，上記合焦調整機構により上記撮像面に被写体像を結像させる合焦調整機構制御部，
    　をさらに備えた請求項１から４のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
  6. 　上記変倍光学装置は，
    　合焦光学系およびマスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を含み，
    　上記合焦調整機構は，
    　上記合焦光学系および上記マスタ光学系のうち，少なくとも一方の光学系を調整することにより，上記撮像面に被写体像を結像させる，
    　請求項５に記載の変倍光学システム。
  7. 　上記位置調整機構は，
    　上記変倍光学装置の光軸を，上記撮像面の中心軸に対して相対的に傾けるティルト機構，
    　上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的にスライドさせるシフト機構，および
    　上記変倍光学装置の光軸または上記撮像面の中心軸を中心として，上記変倍光学装置を上記撮像面に対して相対的に回転させる回転機構，
    　のうち少なくとも一つである，
    　請求項１から６のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
  8. 　上記少なくとも２種類の変倍量は，
    　望遠端での変倍量および広角端での変倍量である，
    　請求項１から７のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
  9. 　上記位置調整量算出部は，
    　上記位置調整量メモリに記憶されている上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を線形補間することにより，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記位置調整機構による位置調整量を算出する，
    　請求項１から８のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
  10. 　上記合焦調整量算出部は，
    　上記合焦調整量メモリに記憶されている上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を線形補間することにより，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記合焦調整機構による合焦調整量を算出する，
    　請求項５に記載の変倍光学システム。
  11. 　上記少なくとも２種類の変倍量に対応した上記合焦調整機構による合焦調整量を入力する合焦調整量入力部をさらに備え，
    　上記合焦調整量メモリは，
    　上記合焦調整量入力部から入力された合焦調整量を記憶する，
    　請求項５または10のいずれか一項に記載の変倍光学システム。
  12. 　上記撮像装置は，カメラ本体に設けられており，
    　上記変倍量設定装置，上記位置調整機構，上記位置調整量メモリ，上記位置調整量算出部，および上記位置調整機構制御部の少なくとも一つが上記カメラ本体にさらに設けられている，
    　請求項１から11のうち，いずれか一項に記載の変倍光学システム。
  13. 　変倍光学装置が，変倍量に応じて被写体像の倍率を変化させて被写体像を撮像装置の撮像面に結像し，
    　変倍量設定装置が，上記変倍光学装置の変倍量を設定し，
    　位置調整機構が，上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を調整し，
    　位置調整量メモリが，少なくとも２種類の変倍量に対応した上記位置調整機構による位置調整量を記憶し，
    　位置調整量算出部が，上記変倍量設定装置によって設定された変倍量に応じた上記位置調整機構による位置調整量を，上記位置調整量メモリに記憶されている位置調整量を用いて算出し，
    　位置調整機構制御部が，上記位置調整量算出部において算出された位置調整量を用いて上記変倍光学装置と上記撮像面との位置関係を上記位置調整機構に調整させる，
    　変倍光学システムの制御方法。
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