專利名稱：攝影透鏡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及攝影透鏡，特別是涉及能夠以多個波長區(qū)的光攝影的攝影透鏡。
背景技術：
在由電視攝像機主體和攝影透鏡構成的電視攝像機中，具有能夠在可見光區(qū)和近紅外區(qū)兼用而使用的器件。當這種電視攝像機的攝影透鏡設定為在可見光區(qū)進行聚焦的情況下，若以近紅外區(qū)的光進行攝影，則會出現(xiàn)如下問題，因為波長范圍不同產生的軸上色差，而在電視攝像機主體的攝像元件(CCD)的攝像面(以下，稱為成像位置)產生錯位。
對于這種問題，在專利文獻1所公開的透鏡系統(tǒng)(攝影透鏡)中，在以近紅外區(qū)的光進行攝影時，以往，通過校正作為凸緣襯圈(flange back)調整用而具備的凸緣襯圈調整用透鏡(跟蹤透鏡)的設定位置，而消除由軸上色差引起的成像位置的錯位。
〔專利文獻〕特開2003-262775號公報然而，在安裝有攝影透鏡的電視攝像機主體中，在以可見光區(qū)的光攝影時，在攝像元件的光軸的前方配置有IR截止濾光鏡，在以近紅外區(qū)的光攝影時將IR截止濾光鏡從光軸上取下。此時，存在一種如下方式的電視攝像機，其考慮到以可見光區(qū)的光進行攝影和以近紅外區(qū)的光進行攝影時所產生的成像位置的錯位，通過變更IR截止濾光鏡的厚度和透明玻璃的厚度，而使光程變化，從而抵消成像位置的錯位。
在專利文獻1中，如上所述，沒有考慮如上述的在光程上產生變化的電視攝像機主體。因此，在僅由電視攝像機主體對以可見光區(qū)的光進行攝影和以近紅外光區(qū)的光進行攝影時所產生的成像位置的錯位進行校正的電視攝像機主體中，存在如下問題，即若僅通過專利文獻1的攝影透鏡，安裝校正上述成像位置的錯位的攝影透鏡，則由電視攝像機主體和攝影透鏡對成像位置的錯位進行二重校正，作為電視攝像機主體而不能夠消除成像位置的錯位。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明鑒于上述情況而產生，其目的在于提供一種即使使用在光程上發(fā)生變化的電視攝像機主體時，也能夠消除成像位置的錯位的攝影透鏡。
為達到所述目的，本發(fā)明第一發(fā)明提供一種攝影透鏡，具有調焦用調焦透鏡和凸緣襯圈調整用的凸緣襯圈調整用透鏡，能夠至少以第一波長區(qū)和第二波長區(qū)兩種光進行攝影，其特征在于，具有凸緣襯圈調整用透鏡驅動模塊，其使所述凸緣襯圈調整用透鏡的位置在所述光軸方向移動；校正量存儲模塊，其基于相對于由所述第一波長區(qū)的光進行攝影時的由所述第二波長區(qū)的光進行攝影時的攝影透鏡側的光程的變化量，以及安裝有所述攝影透鏡的電視攝像機主體側的光程的變化量，而決定以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時的所述凸緣襯圈調整用透鏡的校正量，并存儲所述校正量；凸緣襯圈調整用透鏡控制模塊，其在以所述第一波長區(qū)的光進行攝影時，使所述凸緣襯圈調整用透鏡移動至被凸緣襯圈調整后的設定位置，在以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時，基于從所述校正量存儲模塊讀取的所述校正量，使所述凸緣襯圈調整用透鏡移動，并控制所述凸緣襯圈調整用透鏡驅動模塊，使以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置與以所述第一波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置一致。
根據(jù)本發(fā)明，不僅基于攝影透鏡側的光程的變化量，而且基于電視攝像機主體側的光程的變化量，而決定凸緣襯圈調整用透鏡的校正量。因此，在以第二波長區(qū)的光進行攝影時，凸緣襯圈調整用透鏡，從凸緣襯圈被調整后的設定位置，被校正到僅移動所述校正量的位置，從而使以第一波長區(qū)的光進行攝影時與以第二波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置一致。因此，即使使用在光程上產生變化的電視攝像機主體的情況下，也能夠消除成像位置的錯位。
本發(fā)明第二發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明第一發(fā)明所記載的攝影透鏡，其特征在于，還具備操作模塊，其能夠使所述凸緣襯圈調整用透鏡在光軸方向上移動，對于所述操作模塊的操作量相當于所述電視攝像機主體側的光程的變化量。
本發(fā)明第二發(fā)明的方式，在以第二波長區(qū)的光進行攝影時，通過一邊確認攝影影像，一邊操作操作模塊，從而能夠設定電視攝像機主體側的光程的變化量。特別是本方式，即使在不知電視攝像機主體側的光程的變化量的情況下，也能夠通過對于操作模塊的操作，而間接地設定光程的變化量。
本發(fā)明第三發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明第一或第二發(fā)明所記載的攝影透鏡，其特征在于，所述第一波長區(qū)是可見光波長區(qū)，所述第二波長區(qū)是近紅外波長區(qū)。
本發(fā)明第三發(fā)明的方式限定為將第一波長區(qū)設為可見光區(qū)，將第二波長區(qū)設為近紅外區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，不僅基于攝影透鏡側的光程的變化量，而且基于電視攝像機主體側的光程的變化量，而決定凸緣襯圈調整用透鏡的校正量。在以第二波長區(qū)的光進行攝影時，凸緣襯圈調整用透鏡，從被凸緣襯圈調整后的設定位置被校正到僅移動所述校正量的位置，從而使以第一波長區(qū)的光進行攝影時與以第二波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置一致。因此，即使使用在光程上產生變化的電視攝像機主體的情況下，也能夠消除成像位置的錯位。


圖1是表示本發(fā)明所適用的電視攝像機的整體結構的圖。
圖2是通過數(shù)據(jù)表格表示第一校正數(shù)據(jù)的圖。
圖3是通過曲線顯示表示圖2第一校正數(shù)據(jù)的圖。
圖中10-電視攝像機，12-計算機，20-電視攝像機主體，22-攝像元件，24-紅外線截止濾光鏡機構，26-紅外線截止濾光鏡，28-透明玻璃，30-攝影透鏡，32-CPU，34-存儲器，36-操作模塊，F(xiàn)L-調焦透鏡，ZL-變焦透鏡，I-光圈，RL-中繼透鏡，TL-跟蹤透鏡，F(xiàn)M、ZM、IM、TM-馬達。
具體實施例方式
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的攝影透鏡的優(yōu)選實施方式進行說明。
圖1是具有應用本發(fā)明的攝影透鏡的電視攝像機的全體結構的圖。如該圖所示，電視攝像機10，主要由電視攝像機主體20，和安裝于電視攝像機主體20中的攝影透鏡30構成。
電視攝像機主體20，具有攝像元件(CCD)22，和配置于攝像元件22的光軸前方(被拍攝體側)的紅外線截止濾光鏡機構24。紅外線截止濾光鏡機構24構成為，根據(jù)攝影模式，而將紅外線截止濾光鏡26和透明玻璃28的其中之一配置在光軸上。
在此，所謂攝影模式，具有由可見光區(qū)的光進行攝影的標準攝影模式(以下稱標準攝影模式)，和由近紅外區(qū)的光進行攝影時的攝影模式(以下稱近紅外攝影模式)。電視攝像機主體20以及后述的攝影透鏡30的攝影模式被構成為，根據(jù)例如從設于電視攝像機主體20的外部的未圖示的光傳感器發(fā)送而來的攝影模式切換信號，而交替地進行切換。
在電視攝像機主體20是標準攝影模式的情況下，紅外線截止濾光鏡26配置在光軸上。另一方面，在電視攝像機主體20是近紅外攝影模式的情況下，配置透明玻璃28。紅外線截止濾光鏡26和透明玻璃28的切換，在接收到攝影模式切換信號時，通過未圖示的馬達驅動而進行。
本實施方式的電視攝像機主體20構成為，以標準攝影模式和近紅外攝影模式使光程發(fā)生變化。即，其構成為在近紅外攝影模式時，配置于光軸上的透明玻璃28的厚度，比在標準攝影模式時配置于光軸上的紅外線截止濾光鏡26薄。另外，透明玻璃28和紅外線截止濾光鏡26的折射率，大致相等而構成。因此，將透明玻璃28配置于光軸上時的成像位置，與將紅外線截止濾光鏡26配置于光軸上時的成像位置相比，成為偏向被拍攝體側(光軸前方)位置。這種電視攝像機主體20的透明玻璃28的厚度，大多是通過估計由攝影透鏡側的軸上色差產生的光程的變化量而進行設計。為此，在電視攝像機主體20上安裝與設計時所被估計的攝影透鏡側的光程的變化量不同的攝影透鏡的情況下，就會產生不能消除成像位置的錯位的問題。
本實施方式中的攝影透鏡30，即使被安裝在如上所述的由標準攝影模式和近紅外攝影模式使光程產生變化而構成的電視攝像機20上，也能夠消除成像位置的錯位。以下，對這種攝影透鏡30的結構進行說明。
在攝影透鏡30中，從目標物側順序配置有調焦透鏡(群)FL、變焦透鏡(群)ZL、光圈I、中繼透鏡(組)RL。來自具有給定的被拍攝體距離的物體的被拍攝體的光，順序通過調焦透鏡FL、變焦透鏡ZL、光圈I、中繼透鏡RL，而在配置于中繼透鏡RL的后方的電視攝像機主體20的攝像元件(CCD)22的受光面(攝像面)22A上成像。
在此，調焦透鏡FL是調焦用透鏡，配置在光軸方向可以移動。若使調焦透鏡FL移動而變更調焦透鏡FL的設定位置，則焦點位置變更，聚焦的被拍攝體的被拍攝距離變更。
變焦透鏡ZL，是變焦倍率調整用透鏡，由變焦系統(tǒng)透鏡VL和校正系統(tǒng)透鏡CL構成。變焦系統(tǒng)透鏡VL和校正系統(tǒng)透鏡CL保持一定的位置關系，配置在光軸方向可以移動，若使這些變焦系統(tǒng)透鏡VL以及校正系統(tǒng)透鏡CL移動，變更各設定位置，則由變焦系統(tǒng)透鏡VL而使焦點距離變更，另一方面通過校正系統(tǒng)透鏡CL而防止像點的變動，從而僅使變焦倍率變更。另外，變焦系統(tǒng)透鏡VL和校正系統(tǒng)透鏡CL的設定位置，作為變焦透鏡ZL的設定位置而由一個位置參數(shù)表示。
構成中繼透鏡RL的一部分的跟蹤透鏡TL，作為凸緣襯圈調整用透鏡配置在光軸方向可以移動。通過調整跟蹤透鏡TL的設定位置，而能夠對凸緣襯圈進行調整。另外，在如后述的攝影模式被設定為近紅外攝影模式的情況下，跟蹤透鏡TL的設定位置被自動地校正到適當?shù)奈恢谩?br> 另外，在攝影透鏡30中，設有馬達FM、ZM、IM、TM，其分別相對于上述調焦透鏡FL、變焦透鏡ZL、光圈I、跟蹤透鏡TL而連接，可傳送動力；電位器FP、ZP、IP、TP，其用于檢測上述調焦透鏡FL、變焦透鏡ZL、光圈I、跟蹤透鏡TL的位置；CPU32；存儲器34；以及操作模塊36。
各馬達FM、ZM、IM、TM，其構成為由從CPU32輸出的驅動信號而被驅動。另外，從各電位器FP、ZP、IP、TP輸出的檢測信號被輸入到CPU32中而構成。因此，CPU32以如下方式進行控制，其一邊根據(jù)來自各電位器FP、ZP、IP、TP的檢測信號而檢測各調焦透鏡FL、變焦透鏡ZL、光圈I以及跟蹤透鏡TL的當前位置，一邊通過向各馬達FM、ZM、IM、TM輸出驅動信號，而馬達驅動調焦透鏡FL、變焦透鏡ZL、光圈I以及跟蹤透鏡TL，并形成希望的設定位置或移動速度。
另外，在CPU32中，輸入攝影模式切換信號。CPU32，若接收到攝影模式切換信號，則進行用于切換攝影模式的動作。在攝影透鏡30的攝影模式中，有標準攝影模式和近紅外攝影模式。在標準攝影模式的情況下，跟蹤透鏡TL被設定在凸緣襯圈調整后的設定位置(以下，稱為凸緣襯圈調整位置)上。另一方面，在近紅外攝影模式的情況下，跟蹤透鏡TL被設定在基于后述校正數(shù)據(jù)而算出的校正位置上。因此，CPU32，在接收到攝影模式切換信號時，向馬達TM輸出驅動信號，并將跟蹤透鏡TL移動到對應于攝影模式的希望的位置。
用于計算出近紅外攝影模式的跟蹤透鏡TL的校正位置的校正數(shù)據(jù)，由相當于由攝影透鏡30側的軸上色差產生的光程的變化量的校正數(shù)據(jù)(以下，稱為第一校正數(shù)據(jù))，和相當于電視攝像機主體20一側的光程的變化量的校正數(shù)據(jù)(以下，稱為第二校正數(shù)據(jù))構成。
第一校正數(shù)據(jù)事先被生成，通過CPU可讀取地存儲于攝影透鏡30內的存儲器34(ROM、EEROM等)中。另外，也可以事先從計算機12(從計算機12的硬盤、軟盤等記錄介質)取得第一校正數(shù)據(jù)而寫入攝影透鏡30內的存儲器34中，還可以在切換攝影模式時從計算機12僅取得該攝影模式中使用的第一校正數(shù)據(jù)而寫入攝影透鏡30內的存儲器34中。此外，在第一校正數(shù)據(jù)中，也可以每次進行跟蹤透鏡TL的校正時，從計算機12僅取得對于該校正所必要的校正量。
第一校正數(shù)據(jù)，在例如像圖2所示的數(shù)據(jù)表格中表示。在圖2的數(shù)據(jù)表格的行指數(shù)中，表示的是對應于調焦透鏡FL的設定位置的被拍攝體距離的值，在列指數(shù)中，表示的是對應于變焦透鏡ZL的設定位置的變焦倍率的值。在表中的各欄中，表示的是各被拍攝體距離(調焦透鏡FL的設定位置)以及變焦倍率(變焦透鏡ZL的設定位置)的跟蹤透鏡TL的校正量。該跟蹤透鏡TL的校正量，表示以標準攝影模式時的跟蹤透鏡TL的凸緣襯圈調整位置作為基準時的位移量，表示在為正值的情況下，使跟蹤透鏡TL向光軸后方(成像側)位移，在為負值的情況下，使跟蹤透鏡TL向光軸前方(被拍攝體側)位移。另外，圖3是通過曲線表示圖2的數(shù)據(jù)表格的圖。
另一方面，第二校正數(shù)據(jù)，是用于校正主要由標準攝影模式中配置于光軸上的紅外線截止濾光鏡26與近紅外攝影模式中配置于光軸上的透明玻璃28的厚度的差異而引起的光程的變化的數(shù)據(jù)。第二校正數(shù)據(jù)，從紅外線截止濾光鏡26和透明玻璃28的厚度和折射率算出。例如，設紅外線截止濾光鏡26的厚度為2.0mm，透明玻璃28的厚度為1.5mm，紅外線截止濾光鏡26以及透明玻璃28的折射率為1.7，空氣的折射率為1.0，則相當于第二校正數(shù)據(jù)的光程的變化量Δt成為下式Δt＝(2.0-1.5)×(1.7-1.0)＝0.35mm …(1)由此求出的第二校正數(shù)據(jù)，表示以由第一校正數(shù)據(jù)校正所得的跟蹤透鏡TL的校正位置為基準時的位移量，表示在為正值的情況下，使跟蹤透鏡TL向光軸后方(成像側)位移，在為負值的情況下，使跟蹤透鏡TL向光軸前方(被拍攝體側)位移。
第二校正數(shù)據(jù)，根據(jù)所使用的電視攝像機主體20而決定。在如上所述可以算出第二校正數(shù)據(jù)的情況下，可以事先將其存儲于存儲器34中。因為存儲方法與所述第一校正數(shù)據(jù)相同，因此省略其說明。
另外，攝影透鏡30，具備用于設定第二校正數(shù)據(jù)的操作模塊36。操作模塊36，例如由旋鈕(volume)所構成，通過旋鈕的旋轉操作，而能夠使跟蹤透鏡TL在光軸方向上移動。另外，對于操作模塊6的操作量，構成為相當于電視攝像機主體20側的光程的變化量。因此，在近紅外攝影模式中，能夠一邊確認攝影模式，一邊通過操作操作模塊36，設定相當于電視攝像機主體20側的光程的變化量的第二校正數(shù)據(jù)。如此間接地設定第二校正數(shù)據(jù)的方法，特別是在不能夠如上所述地計算出電視攝像機主體20側的光程的變化量的情況下有效。另外，也可以將相當于第二校正數(shù)據(jù)的操作模塊36的操作量存儲于存儲器34而從CPU32讀取，還可以由CPU32直接讀取操作模塊36的操作量而構成。
如上所述而構成的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的作用如下。若電視攝像機主體20以及攝影透鏡30接收攝影模式切換信號，而選擇標準攝影模式，則由未圖示的馬達驅動，將紅外線截止濾光鏡26配置于電視攝像機主體20的攝像元件22的光軸前方。還有從攝影透鏡30的CPU32，對馬達TM輸出驅動信號，跟蹤透鏡TL被設定于凸緣襯圈調整位置。另外，調焦透鏡FL以及變焦透鏡ZL，被設定于基于來自未圖示的控制器的命令的希望的位置，電視攝像機10成為聚焦的狀態(tài)。
對此，若電視攝像機主體20以及攝影透鏡30接收攝影模式切換信號，選擇近紅外攝影模式，則由未圖示的馬達驅動，而將透明玻璃28配置于電視攝像機主體20的攝像元件22的光軸前方。另外，攝影透鏡30的CPU32，通過電位器FP、ZP，檢測調焦透鏡FL以及變焦透鏡ZL的當前位置，從存儲器34讀取對應于這些當前位置的第一校正數(shù)據(jù)，且從存儲器34(或操作模塊36)讀取第二校正數(shù)據(jù)。于是，CPU32，計算出在相當于第一校正數(shù)據(jù)的攝影透鏡30側的光程的變化量上，加上相當于第二校正數(shù)據(jù)的電視攝像機主體20側的光程的變化量后的校正量。此外，CPU32在跟蹤透鏡TL的凸緣襯圈調整位置上加上校正量，而求出跟蹤透鏡TL的校正位置。于是，CPU32對馬達TM輸出驅動信號，并將跟蹤透鏡TL移動至該校正位置。由此，近紅外攝影模式的成像位置與標準攝影模式中的成像位置一致。
在本實施方式中，不僅基于攝影透鏡30側的光程的變化量，也基于電視攝像機主體20側的光程的變化量，而求出跟蹤透鏡TL的校正量。于是，在近紅外攝影模式中，跟蹤透鏡TL從跟蹤透鏡TL的凸緣襯圈調整位置，被校正至僅移動上述校正量的位置，而且使標準攝影模式的成像位置與近紅外攝影模式中的成像位置一致。因此，即使在使用使光程發(fā)生變化的電視攝像機主體20的情況下，也能夠消除成像位置的錯位。
在本實施方式中，雖然將攝影模式設為由可見光區(qū)的光進行攝影的標準攝影模式，和由近紅外區(qū)的光進行攝影的近紅外攝影模式，但是并不限于此，也可以適用于由其他波長區(qū)的光進行攝影的攝影模式。另外攝影模式不限于兩個，也可以是三個以上。此時，也可以對于每種攝影模式生成校正數(shù)據(jù)。此外，也可以將攝影模式設為由其他波長區(qū)的光進行攝影的情況。
另外在本實施方式中，雖然設定了對應于所使用的電視攝像機主體20的第二數(shù)據(jù)校正數(shù)據(jù)，但是不限于此，也可以構成為事前生成多個校正數(shù)據(jù)而存儲于存儲器32，用戶可從其中進行適當?shù)倪x擇。
另外在本實施方式中，攝影透鏡30的攝影模式的切換，雖然是根據(jù)從電視攝像機10的外部輸入的攝影模式切換信號而進行，但是不限于此，也可以構成為從電視攝像機主體20接收攝影模式切換信號。另外，還可以構成為在攝影透鏡30上設置選擇開關，通過手動切換攝影模式。以上雖然對本發(fā)明的攝影透鏡進行了詳細的說明，但是本發(fā)明不限于以上的例子，當然可以在不脫離本發(fā)明要義的范圍中進行各種改良和變形。
權利要求
1.一種攝影透鏡，具有焦距調整用的調焦透鏡和凸緣襯圈調整用的凸緣襯圈調整用透鏡，能夠至少以第一波長區(qū)和第二波長區(qū)的兩種光進行攝影，其特征在于，具有凸緣襯圈調整用透鏡驅動模塊，其使所述凸緣襯圈調整用透鏡的位置在光軸方向上移動；校正量存儲模塊，其基于以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時相對于以所述第一波長區(qū)的光進行攝影時的攝影透鏡側的光程的變化量，以及安裝有所述攝影透鏡的電視攝像機主體側的光程的變化量，而決定以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時的所述凸緣襯圈調整用透鏡的校正量，并存儲所述校正量；凸緣襯圈調整用透鏡控制模塊，其在以所述第一波長區(qū)的光進行攝影時，使所述凸緣襯圈調整用透鏡移動至被凸緣襯圈調整后的設定位置，在以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時，基于從所述校正量存儲模塊所讀取的所述校正量，而使所述凸緣襯圈調整用透鏡移動，并控制所述凸緣襯圈調整用透鏡驅動模塊，使以所述第二波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置與以所述第一波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置一致。
2.根據(jù)權利要求1所述的攝影透鏡，其特征在于，還具有操作模塊，其能夠使所述凸緣襯圈調整用透鏡在光軸方向上移動；對于所述操作模塊的操作量，相當于所述電視攝像機主體側的光程的變化量。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的攝影透鏡，其特征在于，所述第一波長區(qū)是可見光波長區(qū)，所述第二波長區(qū)是近紅外波長區(qū)。
全文摘要
本發(fā)公開一種攝影透鏡(30)，具有調焦用調焦透鏡(FL)和凸緣襯圈調整用的凸緣襯圈調整用透鏡(TL)，能夠以至少兩個的第一波長區(qū)和第二波長區(qū)的光進行攝影，其中，具有凸緣襯圈調整用透鏡驅動模塊(TM)，其使所述凸緣襯圈調整用透鏡(TL)的位置在光軸方向上移動；校正量存儲模塊，其基于光程的變化量，而決定凸緣襯圈調整用透鏡(TL)的校正量，并存儲校正量；凸緣襯圈調整用透鏡控制模塊，其使凸緣襯圈調整用透鏡(TL)移動，并控制凸緣襯圈調整用透鏡驅動模塊，使由第一、二波長區(qū)的光進行攝影時的成像位置一致。從而即使在使用光程產生變化的電視攝像機主體時，也能夠消除成像位置的錯位。
文檔編號H04N5/225GK1782770SQ20051012898
公開日2006年6月7日 申請日期2005年12月2日 優(yōu)先權日2004年12月3日
發(fā)明者桑木野康示 申請人:富士能株式會社