ズームレンズ付きビデオカメラ
【課題】 本発明は、ズームレンズを搭載した２台の電子カメラを用い、ズームレンズのズーム比を拡大した映像を得る安価な高ズーム比のズームレンズビデオカメラの提供を課題とする。
【解決手段】ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラによって映像を得る装置において、該ズームレンズに広角コンバージョンレンズまたは、望遠コンバージョンレンズを該ズームレンズ前面に配置することにより、高ズーム比で広角から望遠まで切れ目のない連続した映像を得るビデオカメラ装置を特徴とする。
【解決手段】ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラによって映像を得る装置において、該ズームレンズに広角コンバージョンレンズまたは、望遠コンバージョンレンズを該ズームレンズ前面に配置することにより、高ズーム比で広角から望遠まで切れ目のない連続した映像を得るビデオカメラ装置を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズを搭載したビデオカメラでズームレンズのズーム比を拡大して撮像する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラなど電子カメラを利用しての撮像はレンズによりワイド（広角）画面からテレ（望遠）画面までの映像を取得し撮像する事が行われている。光学的のワイド映像、テレ映像の撮像はワイドレンズまたはテレレンズを使用する方式かズームレンズのズーム機能を利用して対応している。ビデオカメラではワイド用、テレ用のレンズ交換方式でなくズームレンズを採用しているのが一般的であり、ズームレンズを用い、画角を選択して撮像する方法が採られている。
【０００３】
ズームレンズは撮像画角を１つのズームレンズで連続的に変化させることが出来るため、多くのビデオカメラに採用されている。撮像画角はレンズの焦点距離と撮像素子のサイズによって決まる。レンズの焦点距離をｆ、撮像素子の対角イメージサイズをＤとすると、
対角画角＝２ｘａｒｃｔａｎ（Ｄ／ｆ）
となる。対角画角は撮像素子のイメージサイズに依存し、撮像素子イメージサイズを
垂直イメージ／水平イメージ＝３／４
とすれば。
水平画角＝２ｘａｒｃｔａｎ（０．８Ｄ／ｆ）
になり水平画角はレンズの焦点距離と撮像素子のイメージサイズに依存する、ズームレンズは、前記焦点距離ｆを可変する機能がある。
【０００４】
ズームレンズは前記のごとく焦点距離ｆを可変にすることで電子カメラの撮像画角を変化させることが出来る。全体映像を把握する広角撮像ではズームレンズの焦点距離ｆを小さく（短く）する。遠方対象物や詳細拡大を撮像するときには逆に焦点距離ｆを大きく（長く）する。焦点距離ｆを小さく（短く）して全体把握映像を得る時をワイド（広角）、焦点距離を長くするときはテレ（望遠）と称する。ズームレンズの最小焦点距離をワイド端、最大焦点距離の時をテレ端とも呼ぶ。このテレ端焦点距離とワイド端焦点距離に比をズームレンズのズーム比と称する。このズーム比の大きさはズームレンズの大きさ、重量、価格に大きく影響する。一般的に使用されるズーム比は１０以下であり、これ以上のズーム比のレンズは高価格で形状、重量やサイズ小型化が進む撮像部のカメラ部に比較し不釣り合いなものとなる。価格、大きさ形状。重量の問題とは別にズームスピードを確保するためズーム部駆動機構だけでなく、制御トルク及び駆動電力も大きくなり耐久性も下がる。例えばズーム比が２０倍程度のズームレンズでは重量２Ｋｇｗを超え、大きさも長さ２００ｍｍ以上になり、ズーム比５０以上のズームレンズでは重量５Ｋｇｗ、長さは３００ｍｍ以上にもなり、高価格である。これらのズーム比の大きいズームレンズは、一般的なビデオカメラ本体が重量も１Ｋｇｗ以下で、サイズも小さいため、不釣り合いであり適合しない。
【０００５】
前述のごとく、ビデオカメラに高ズーム比ズームレンズを採用するにはサイズ、重量、価格に大きな支障がある。よって実際のビデオカメラにはズーム比１０程度のズームレンズを用い、それ以上のズーム比を確保するため電子ズームを併用して対応しているが解像度は劣化する。ズームレンズの焦点距離を変更する方法は、ズームレンズにワイドコンバータレンズまたはテレコンバージョンレンズを配置する方法がある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。コンバージョンレンズは小型軽量であり、ケラレ画発生するものの、ズームレンズの重量、大きさを大きく変化させるものではなく、ズームレンズの焦点距離を変更するに有効な方法ではある。しかしこれらの方法はズーム比を変えるものではなく、ズームレンズ焦点距離の範囲を拡大または縮小するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９２３７４号公報
【特許文献２】特開平６−１３８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上述べたような従来の方法ではズーム比の大きなズームレンズではビデオカメラにそぐわない事が多い、また単に２台のズームレンズ付きビデオカメラを組み合わせても、それぞれの映像は独立しており、それぞれの映像を連続したものとする機能は無い。それぞれのズームレンズの焦点距離可変範囲が大きく重複すれば高ズーム比の映像を得ることは不可能であり、それぞれのズームレンズの焦点距離可変範囲が不連続であれば、広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることは不可能である。本発明は前述に鑑み高ズーム比のビデオカメラを実現する方法及び装置の提供を目的とする。
【０００８】
本発明では、高ズーム比のビデオカメラを実現するため２台のビデオカメラシステムを用いるがズームレンズ付きビデオカメラを２台使用することでズームレンズにまつわる機能である高ズーム比、小型、低価格を実現するだけでなく副次的な機能向上する方法及び装置の提供を目的とする。
【０００９】
また、本発明では、ズームレンズにコンバージョンレンズを配設したビデオカメラでも重量、大きさは殆ど同一であるため２台の前記ビデオカメラを設定しても取り付け架台等の改良は必要なく、またパン方向及びチルト方向移動の機能を持つ機構にも容易に組み込み可能であることから、種々の機器に応用可能な方法を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに異なりかつ不連続である時、焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を増大する望遠のテレコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設すると同時に焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的焦点距離を連続とし、２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴としている。撮像画角は前述のごとく、撮像素子のイメージサイズに関連する。２つのズームレンズ付きビデオカメラの撮像素子は説明上、２台のビデオカメラの撮像素子は、ほぼ同一のサイズで、汎用に使用される撮像素子を想定して説明していく。コンバージョンレンズを装着しないときの広角（ワイド）のズームレンズビデオカメラの焦点距離と望遠（テレ）のズームレンズビデオカメラの焦点距離は不連続であるため撮像対象を前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても不連続な映像しか得られない。この不都合を回避するため、広角ズームレンズの前にテレコンバージョンレンズを設置する方法、または望遠ズームレンズの前にワイドコンバージョンレンズを設置する方法、あるいは広角ズームレンズの前の前にテレコンバージョンレンズかつ望遠ズームレンズの前にワイドコンバージョンレンズを設置することで、前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても連続な映像を得ることが可能になり、高ズーム比の映像が得られる。図１、図２、図３にこの機能説明図を示した。
【００１１】
請求項２に基づく本発明は、ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに重複する部分があるとき、焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を小さくする広角のワイドコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくすると同時に焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的ズーム比を拡大可能とし、かつ２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴としている。コンバージョンレンズを装着しないときの広角（ワイド）のズームレンズビデオカメラの焦点距離と望遠（テレ）のズームレンズビデオカメラの焦点距離は重複しているため、撮像対象を前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても低いズーム比の映像しか得られない。この不都合を回避するため、広角ズームレンズの前にワイドコンバージョンレンズを設置する方法、または望遠ズームレンズの前にテレコンバージョンレンズを設置する方法、あるいは広角ズームレンズの前の前にワイドコンバージョンレンズかつ望遠ズームレンズの前にテレドコンバージョンレンズを設置することで、前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても連続した高ズーム比の映像が得られる。図４、図５、図６にこの機能説明図を示した。
コンバージョンレンズは軽量のアタッチメントであり、前記２台のビデオカメラのズームレンズは小型軽量の汎用でズーム比が１０程度のものを使用することが多く、請求項２にもとづく発明によれば、小型軽量で高ズーム比の映像を得ることが可能となる。例として、２台のビデオカメラのズームレンズが同一のレンズであれば最大２倍のズーム比の映像を得ることができる。
【００１２】
２台のビデオカメラのズームレンズが同一のレンズであることは、例えば２台ビデオカメラの平行光軸距離を眼福に設定して、立体映像撮像用に用いることには有効である。請求項２の発明において、高ズーム比機能が必要でない時はコンバージョンレンズを用いなければ、この立体映像機能用途を妨げることはない。このように求める機能によりコンバージョンレンズを使用するか否かの選択が出来る。コンバージョンレンズを用いないときは、２台のビデオカメラの元の機能を損なうことがない。
【００１３】
請求項３に基づく本発明は、２台ビデオカメラの平行光軸間の距離による視差を機械的に除去する方法である。撮像対象が無限遠点であれば、撮像対象の位置はずれることはない。しかし、撮像対象が近距離にあるときは２台のビデオカメラの平行光軸間距離によって撮像中心のズレを生ずる。請求項３の発明はこの視差の影響を少なくするため、２台のビデオカメラの光軸の両者を含む平面に垂直軸を設置し、この回転軸回りに広角（ワイド）ズームレンズカメラを微少回転させ撮像対象に正対させるものである。撮像対象の距離と２台のビデオカメラの平行光軸間距離の関係から撮像対象に正対することが出来る。撮像対象の距離は望遠ズームレンズ搭載のビデオカメラのズームレンズ機能より得ることができる。一般的に２台のカメラの配置は垂直離間、または水平離間であることが多く、垂直離間であれば広角ズームレンズ搭載のカメラカメラは垂直方向回転、水平離間であれば水平方向回転となる。図７、図８は請求項３の機能説明図である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、２台ビデオカメラの平行光軸間の距離による視差を電気的に除去する方法である。撮像対象が無限遠点であれば、撮像対象の位置はずれることはない。しかし、撮像対象が近距離にあるときは２台のビデオカメラの平行光軸間距離によって撮像中心のズレを生ずる。説明の都合上、広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームカメラの撮像素子のイメージサイズは同一とする。請求項４の発明はこの視差の影響を少なくするため、広角（ワイド）ズームレンズのビデオカメラの撮像素子のイメージサイズを望遠ズームレンズのビデオカメラの撮像素子のイメージサイズより大きく設定し、広角（ワイド）ズームレンズのビデオカメラの撮像素子の映像信号読み出しタイミングを制御することを行う。２台のビデオカメラの平行光軸間距離によって生ずる視差である撮像中心のズレを除去する。図９は視差を補正するために２台のビデオカメラ光軸を交差することなく平行とした構造を示し、図１０、図１１に撮像素子のイメージサイズが異なる場合の撮像関係を、また図１２に広角（ワイド）ズームレンズのビデオカメラの撮像素子の映像信号読み出しタイミングの制御回路を示す。
【００１５】
請求項５の発明は、２台のズームレンズ搭載のビデオカメラを、あたかも１台の高ズーム比のズームレンズを搭載したビデオカメラ信号としてする手段を示す。高ズーム比を得るには２台のビデオカメラの焦点距離の重複部分を小さくすれば効率がよい、しかし２台のビデオカメラ映像を切れ目無く撮像信号を得るためには若干の重複部分を必要とする。これは２台のカメラ映像を切り替え、あたかも１台の高ズーム比のビデオカメラとするには２台のビデオカメラ映像切り替える焦点距離ポイントを設定することが求められる為である。広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームビデオカメラの焦点距離の重複部分に映像切り替えのための焦点距離の設定値を決め、動作中のズームレンズの焦点距離と映像切り替え設定焦点距離値を比較し、広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像を切り替える手段である。この方法によりスムーズな映像切り替え機能を実現している。図１３は、この広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームカメラの焦点距離の重複部分に映像切り替えのための焦点距離の設定値の決定例を図として示した。図１４は切り替え機能の回路ブロックである。切り替え設定値と実働しているズームレンズの焦点距離値により、映像切り替えを行う。比較のための実働ズームレンズの焦点距離値は広角ズームレンズ、望遠ズームレンズの焦点距離値のいずれでも良い。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成により、高価格で、従来業務用分野での応用に限られていた高ズーム比ビデオカメラを低価格かつ重量、サイズを抑えて実現できる。本発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。例えば２台だけでなく、より多くのビデオカメラと本発明の映像切り替え手段を用いれば、よりズーム比の高いズームレンズビデオカメラを小型、安価に提供できる。また、簡便なアタッチメント対応であるため改良対象となる機器の性能を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図２】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図３】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図４】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図５】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図６】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図７】本発明による実施形態の説明図である。
【図８】本発明による実施形態の説明図である。
【図９】本発明による実施形態の説明図である。
【図１０】本発明による実施形態の説明図である。
【図１１】本発明による実施形態の説明図である。
【図１２】本発明による実施形態の説明図である。
【図１３】本発明による実施形態の説明図である。
【図１４】本発明による実施形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図は説明の都合上模式的に描いてある。図１は本発明に係るコンバージョンレンズ装着手段を示す。広角ズームレンズ（１０１）と撮像部及び制御回路（１０３）から成る広角ズームビデオカメラと、その広角ズームレンズの最小焦点距離ｆ１（１０５）、最大焦点距離ｆ２（１０６）の焦点距離可動範囲（１０７）を示す。望遠ズームレンズ（１０２）と撮像部及び制御回路（１０４）から成る望遠ズームビデオカメラと、その望遠ズームレンズの最小焦点距離ｆ３（１０８）、最大焦点距離ｆ２（１０９）の焦点距離可動範囲（１１０）を示す。これら焦点距離の関係は焦点距離座標軸（１１２）、（１１３）、（１１４）で説明される。広角ズームレンズ（１０１）の焦点距離可動範囲（１０７）と望遠ズームレンズ（１０２）の焦点距離可動範囲（１１０）とは不連続な焦点距離範囲（１１０）がある。この不連続のため２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像は得ることができない。これに対する改善手段として矢印（１２０）で示される図１の下部にテレコンバージョンレンズ（１１９）をレンズ（１０１）前に配した状態を示す。その最小焦点距離ｆ１Ｔ（１０８）、最大焦点距離ｆ２Ｔ（１０９）及びそれらによる焦点距離可動範囲（１１０）をシフトする状態を示している。テレコンバージョンレンズ（１１９）により、焦点距離は重複部分（１１８）が生じ可動焦点距離が切れ目無く連続としてつながり、２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像を得ることができる。
【００１９】
図１はテレコンバージョンレンズ（１１９）を広角ズームレンズ（１０１）に配した例であるが、逆にワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズ（１０２）の前に配することでも連続したズーム変化映像を得ることができる。図２において、ワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズ（２０２）の前に配し、望遠ズームビデオカメラの焦点距離の変化を示す。その最小焦点距離ｆ３Ｗ（２１５）、最大焦点距離ｆ４Ｗ（２１６）、焦点距離可動範囲（２１７）がシフトしている。ワイドコンバージョンレンズを配した望遠ズームレンズビデオカメラの焦点可動範囲（２１７）と広角ズームレンズビデオカメラの焦点可動範囲（２０７）は重複する焦点距離部（２１８）が生じ、２台の可動焦点距離が切れ目無く連続としてつながり、２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像を得ることができる。
【００２０】
図１、図２はテレコンバージョンレンズを広角ズームレンズに、ワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズにそれぞれ配置したものであるが、それぞれ単独のコンバージョンレンズでなく、テレコンバージョンレンズを広角ズームレンズに、ワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズに装着して同様の機能を得ることが可能で、図３にこの手段を示す。テレコンバージョンレンズ（３２２）を広角ズームレンズ（３０１）に、ワイドコンバージョンレンズ（３２３）を望遠コンバージョンレンズ（３０２）に配置し、それぞれの焦点距離ｆ１Ｔ（３１５）、ｆ２Ｔ（３１６）、焦点距離可動範囲（３１７）及び焦点距離ｆ３Ｗ（３１８）、ｆ４Ｗ（３１９）、焦点距離可動範囲（３２０）をシフトし、焦点距離可動範囲に重複部（３２１）を得ることにより２台のビデオカメラの可動焦点距離が切れ目無く連続としてつながり、２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像を得ることができる。図１、図２、図３はコンバージョンレンズを装着しないとき、２台のビデオカメラ焦点距離可動範囲が不連続な時に対応する発明例である。これら図１、図２、図３の実施例により高ズーム比のビデオカメラを実現する。
【００２１】
図４、図５、図６は、はコンバージョンレンズを装着しないとき、２台のビデオカメラ焦点距離可動範囲の重複部分が多い時の対応である。この重複部分が多いと高ズーム比の実現を得ることは出来ない。コンバージョンレンズをズームレンズの前に配置することにより重複部分が多い不都合を解消できる。テレコンバージョンレンズ（４１９）を望遠ズームレンズ（４０２）に、またはワイドコンバージョンレンズ（５１９）を広角ズームレンズ（５０１）前に配置する方法や、テレコンバージョンレンズ（６２３）を望遠ズームレンズ（６０２）の前に配置し、かつワイドコンバージョンレンズ（６２２）を広角ズームレンズ（６０１）前に配置することにより、焦点距離可動範囲の重複部（４１１）、（５１１）、（６１１）を（４１８）、（５１８）（６２１）のように少なくすることが可能となり、高ズーム比を得ることが出来る。
【００２２】
図７は２台のビデオカメラの２つの光軸を平行光軸として並行配置した時に生ずる視差の補正手段を示している。図７は、２つのビデオカメラを上下に配置し上部に広角ズームビデオカメラ（７０１）、下部に望遠ズームレンズビデオカメラ（７０２）を設置した例である。互いの上下配置されたビデオカメラには光軸間距離が存在し、ビデオカメラによる映像には視差が生じる。この視差は撮像対象（７０６）の距離（７０５）が大きいときは無視できるが、近距離撮影時には互いのビデオカメラ撮像映像の中心にズレを生じる。このため２つカメラ映像を切り替えスムーズなズーム映像得るには映像中心のズレを少なくすることが求められる。この手段としてズームカメラからの撮像距離情報により、広角ズームビデオカメラ（７０１）を微少回転（７０７）させ、光軸（７０３）と望遠ズームレンズビデオカメラ（７０２）の光軸（７０４）を想定される撮像点に交差させ、互いのビデオカメラ映像の中心を一致させる。図７の例では２つの光軸を含む平面（紙面）に垂直な軸（７０８）回りに広角ズームレンズビデオカメラ（７０１）を回転させる。図７は、２つのビデオカメラを上下に配置し上部に広角ズームビデオカメラ（７０１）、下部に望遠ズームレンズビデオカメラ（７０２）を設置した例であるが、この配置を水平に左右配置した場合にも、２つのビデオカメラには互いの光軸間の距離が存在し、２つのビデオカメラによる映像には視差が生じる。２つのビデオカメラを水平の左右配置では２つの光軸を含む平面に垂直な軸回りに広角ズームレンズビデオカメラを水平方向に回転させ光軸を交差させ視差補正を行う。
【００２３】
図７における構造の制御系であるズームレンズビデオカメラシステム（８００）を図８に示した。ズームレンズ部（８０１）、（８０２）及びその制御回路（８０３）はそのフォーカス機能、ズーム倍率機能を持ち、これらから撮像対象の距離を把握できる。これら機能情報は広角ズームレンズ、望遠ズームレンズのどちらからでも得られるが撮像対象の解像度の関係から望遠ズームレンズによる方が望ましい。撮像距離情報によって広角ズームレンズビデオカメラの光軸（７０３）を回転（７０７）させる駆動回路（８０４）を持つ。図７の構造、図８の制御によって近距離撮影時には互いのビデオカメラ撮像映像の中心にズレを減少させ２つカメラ映像を切り替えた時でもスムーズなズーム映像得ることが出来る。
【００２４】
図９、図１０、図１１、図１２は図７、図８の方法による視差補正の駆動機構を利用しないで視差補正を実現する方法を示す。図９は２つのビデオカメラの配置例を示しており、広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）は望遠ズームレンズビデオカメラ（９０２）の上部に配置してある。その互いの光軸（９０３）、（９０４）は図７の様には交差せず平行である。図１０に広角ズームレンズによる撮像対象（１００１）、望遠ズームレンズの撮像対象（１００２）を撮像したときの撮像素子（１００３）、（１００４）への映像取り込み状態を示す。それぞれの撮像対象（１００１）と（１００２）の中心は一致している状態を示す。広角ズームレンズは焦点距離ｆＷ（１００９）であり撮像対象（１００１）は撮像素子（１００３）に投影される。望遠ズームレンズは焦点距離ｆＴ（１００６）であり撮像対象（１００２）は撮像素子（１００４）に投影される。撮像対象距離Ｌ（１００７）は異なるように見えるが紙面上の説明によるためであり実際は同じ距離を示している。説明上、撮像素子（１００３）、（１００４）は同じイメージサイズを想定している。広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）と望遠ズームビデオカメラ（９０２）は光軸間距離Ｄ（１００５）が存在するため、２つのビデオカメラの光軸が平行では視差を生じる。ここで広角ズームレンズビデオカメラの撮像素子（１００３）より大きいイメージサイズの撮像素子（１００８）を従来の撮像素子（１００３）に代えて配置する。撮像素子（１００３）と撮像素子（１００８）の中心位置は一致しているものとする。例えば撮像距離が無限遠方であれば撮像対象（１００１）は撮像素子（１００８）の中心位置に投影される。けれども近距離撮像では光軸間距離Ｄ（１００５）だけ離間していることによる視差のため、投影映像は垂直方向のズレ量ΔＶ（１０１０）を持つ。もし撮像素子が今までのイメージサイズの撮像素子（１００３）であれば、撮像素子の有効範囲を逸脱すると同時に、広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）と望遠ズームビデオカメラ（９０２）による映像中心はズレを発生する。撮像素子（１００８）に投影される映像の中心はズレを発生するものの撮像素子（１００８）は撮像素子（１００３）よりイメージサイズが大きく撮像素子の有効範囲の逸脱は無い。撮像素子（１００８）による映像信号は図１２における撮像素子読み出しクロック位相を制御（１２０４）することで広角ズームレンズビデオカメラの映像中心を望遠ズームレンズビデオカメラ映像の中心と一致させることが出来、高ズーム比でスムーズな映像を得られる。
【００２５】
図１０は広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）を望遠ズームレンズビデオカメラ（９０２）の上部に配置し、その互いの光軸（９０３）、（９０４）は図７の様には交差せず平行である時の撮像状態を示している。図１１は、広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）を望遠ズームレンズビデオカメラ（９０２）に対し水平の左右位置に配設し、その互いの光軸（９０３）、（９０４）は互いの光軸を交差させず平行である時の撮像状態を示している。広角ズームレンズによる撮像対象（１１０１）、望遠ズームレンズの撮像対象（１１０２）を撮像したときの撮像素子（１１０３）、（１１０４）への映像取り込み状態を示す。それぞれの撮像対象（１１０１）と（１１０２）の中心は一致している状態である。広角ズームレンズは焦点距離ｆＷ（１１０９）であり撮像対象（１００１）は撮像素子（１１０３）に投影される。望遠ズームレンズは焦点距離ｆＴ（１１０６）であり撮像対象（１１０２）は撮像素子（１１０４）に投影される。撮像対象距離Ｌ（１１０７）は異なるように見えるが紙面上の説明によるためであり実際は同じ距離を示している。説明上、撮像素子（１１０３）、（１１０４）は同じイメージサイズを想定している。広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームビデオカメラは光軸間距離Ｄ（１１０５）が存在するため、２つのビデオカメラの光軸が平行では視差を生じる。ここで広角ズームレンズビデオカメラの撮像素子（１１０３）より大きいイメージサイズの撮像素子（１１０８）を従来の撮像素子（１１０３）に代えて配置する。撮像素子（１１０３）と撮像素子（１１０８）の中心位置は一致しているものとする。例えば撮像距離が無限遠方であれば撮像対象（１１０１）は撮像素子（１１０８）の中心位置に投影される。けれども近距離撮像では光軸間距離Ｄ（１１０５）だけ離間していることによる視差のため、投影映像は水平方向のズレ量ΔＨ（１１１０）を持つ。もし撮像素子が今までのイメージサイズの撮像素子（１１０３）であれば、撮像素子（１１０３）の有効範囲を逸脱すると同時に、広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームビデオカメラによる映像中心はズレを発生する。撮像素子（１１０８）に投影される映像の中心はズレを発生するものの撮像素子（１１０８）は撮像素子（１１０３）よりイメージサイズが大きく撮像素子の有効範囲の逸脱は無い。撮像素子（１１０８）による映像信号は図１２における撮像素子読み出しクロック位相を制御（１２０４）することで広角ズームレンズビデオカメラの映像中心を望遠ズームレンズビデオカメラ映像の中心と一致させることが出来、高ズーム比でスムーズな映像を得られる。
【００２６】
図１３、図１４は高ズーム比を確保し、かつ効率的な広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像の切り換え方法を示す。図１３はコンバージョンレンズをズームレンズの前面に配置し高ズーム比を実現している構成を示す。コンバージョンレンズは、ひとつでもかまわない。焦点距離重複部分（１３２１）の範囲に広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像の切り換えを行うための焦点距離設定値（１３２４）を決定する。ズームレンズは焦点距離値を得ることが可能であり、図１４は広角ズーレンズまたは望遠ズームレンズの焦点距離値を得て焦点距離設定値（１３２４）と比較し、映像信号制御回路（１４０１）、（１４０２）で映像の切り換えをスイッチ（１４０３）することにより、広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像の信号の切り換えを行う。この手段によって高ズーム比の映像を切れ目無く撮像することが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１０１ 広角ズームレンズ
１０２ 望遠ズームレンズ
１０３ 広角ビデオカメラ部
１０４ 望遠ビデオカメラ部
１０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
１０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
１０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
１０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
１０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
１１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
１１１ 不連続な焦点距離範囲
１１２ 焦点距離座標軸
１１３ 焦点距離座標軸
１１４ 焦点距離座標軸
１１５ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
１１６ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
１１７ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
１１８ 重複した焦点距離範囲
１１９ テレコンバージョンレンズ
１２０ 手段提示矢印
２０１ 広角ズームレンズ
２０２ 望遠ズームレンズ
２０３ 広角ビデオカメラ部
２０４ 望遠ビデオカメラ部
２０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
２０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
２０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
２０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
２０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
２１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
２１１ 不連続な焦点距離範囲
２１２ 焦点距離座標軸
２１３ 焦点距離座標軸
２１４ 焦点距離座標軸
２１５ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
２１６ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
２１７ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
２１８ 重複した焦点距離範囲
２１９ ワイドコンバージョンレンズ
２２０ 手段提示矢印
３０１ 広角ズームレンズ
３０２ 望遠ズームレンズ
３０３ 広角ビデオカメラ部
３０４ 望遠ビデオカメラ部
３０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
３０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
３０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
３０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
３０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
３１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
３１１ 不連続な焦点距離範囲
３１２ 焦点距離座標軸
３１３ 焦点距離座標軸
３１４ 焦点距離座標軸
３１５ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
３１６ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
３１７ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
３１８ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
３１９ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
３２０ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
３２１ 重複した焦点距離範囲
３２２ テレコンバージョンレンズ
３２３ ワイドコンバージョン
３２４ 手段提示矢印
４０１ 広角ズームレンズ
４０２ 望遠ズームレンズ
４０３ 広角ビデオカメラ部
４０４ 望遠ビデオカメラ部
４０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
４０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
４０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
４０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
４０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
４１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
４１１ 重複した焦点距離範囲
４１２ 焦点距離座標軸
４１３ 焦点距離座標軸
４１４ 焦点距離座標軸
４１５ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
４１６ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
４１７ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの焦点距離可動範囲
４１８ 重複した焦点距離範囲
４１９ テレコンバージョンレンズ
４２０ 手段提示矢印
５０１ 広角ズームレンズ
５０２ 望遠ズームレンズ
５０３ 広角ビデオカメラ部
５０４ 望遠ビデオカメラ部
５０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
５０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
５０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
５０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
５０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
５１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
５１１ 重複した焦点距離範囲
５１２ 焦点距離座標軸
５１３ 焦点距離座標軸
５１４ 焦点距離座標軸
５１５ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
５１６ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
５１７ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの焦点距離可動範囲
５１８ 重複した焦点距離範囲
５１９ ワイドコンバージョンレンズ
５２０ 手段提示矢印
６０１ 広角ズームレンズ
６０２ 望遠ズームレンズ
６０３ 広角ビデオカメラ部
６０４ 望遠ビデオカメラ部
６０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
６０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
６０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
６０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
６０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
６１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
６１１ 重複した焦点距離範囲
６１２ 焦点距離座標軸
６１３ 焦点距離座標軸
６１４ 焦点距離座標軸
６１５ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
６１６ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
６１７ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの焦点距離可動範囲
６１８ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
６１９ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
６２０ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの焦点距離可動範囲
６２１ 重複した焦点距離範囲
６２２ ワイドコンバージョンレンズ
６２３ テレコンバージョンレンズ
６２４ 手段提示矢印
７０１ 広角ズームレンジビデオカメラ
７０２ 望遠ズームレンジビデオカメラ
７０３ 広角ズームレンジビデオカメラ光軸
７０４ 望遠ズームレンジビデオカメラ光軸
７０５ 撮像対象距離
７０６ 撮像対象
７０７ 回転動作
７０８ 回転軸
８００ ズームレンズビデオカメラシステム
８０１ 広角ズームレンズビデオカメラ部
８０２ 望遠ズームレンズビデオカメラ部
８０３ 映像処理及び制御回路
８０４ 視差補正角回転制御部
９０１ 広角ズームレンジビデオカメラ
９０２ 望遠ズームレンジビデオカメラ
９０３ 広角ズームレンズビデオカメラ光軸
９０４ 望遠ズームレンズビデオカメラ光軸
９０５ 撮像対象距離
９０６ 撮像対象
１００１ 広角ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１００２ 望遠ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１００３ 撮像素子
１００４ 撮像素子
１００５ 広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームレンズビデオカメラの光軸間距離
１００６ 望遠ズームレンズの焦点距離
１００７ 撮像対象距離
１００８ 撮像素子
１００９ 広角ズームレンズの焦点距離
１０１０ 視差ズレ量
１０１１ 仮想の撮像素子
１１０１ 広角ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１１０２ 望遠ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１１０３ 撮像素子
１１０４ 撮像素子
１１０５ 広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームレンズビデオカメラの光軸間距離
１１０６ 望遠ズームレンズの焦点距離
１１０７ 撮像対象距離
１１０８ 撮像素子
１１０９ 広角ズームレンズの焦点距離
１１１０ 視差ズレ量
１１１１ 仮想の撮像素子
１２００ ズームレンズビデオカメラシステム
１２０１ 広角ズームレンズビデオカメラ部
１２０２ 望遠ズームレンズビデオカメラ部
１２０３ 映像処理部及び制御回路
１２０４ 映像素子制御回路
１３０１ 広角ズームレンズ
１３０２ 望遠ズームレンズ
１３０３ 広角ビデオカメラ部
１３０４ 望遠ビデオカメラ部
１３１２ 焦点距離座標軸
１３１３ 焦点距離座標軸
１３１４ 焦点距離座標軸
１３１５ ワイドコンバージョンレンズによる広角ズームレンズの最小焦点距離
１３１６ ワイドコンバージョンレンズによる広角ズームレンズの最大焦点距離
１３１７ ワイドコンバージョンレンズによる広角ズームレンズの焦点距離可動範囲
１３１８ テレコンバージョンレンズによる望遠ズームレンズの最小焦点距離
１３１９ テレコンバージョンレンズによる望遠ズームレンズの最大焦点距離
１３２０ テレコンバージョンレンズによる望遠ズームレンズの焦点距離可動範囲
１３２１ 重複した焦点距離範囲
１３２２ ワイドコンバージョンレンズ
１３２３ テレコンバージョンレンズ
１３２４ 切り換えを行うための焦点距離設定値
１４０１ 映像信号制御回路
１４０２ 映像信号制御回路
１４０３ 切り換えスイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明はズームレンズを搭載したビデオカメラでズームレンズのズーム比を拡大して撮像する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラなど電子カメラを利用しての撮像はレンズによりワイド（広角）画面からテレ（望遠）画面までの映像を取得し撮像する事が行われている。光学的のワイド映像、テレ映像の撮像はワイドレンズまたはテレレンズを使用する方式かズームレンズのズーム機能を利用して対応している。ビデオカメラではワイド用、テレ用のレンズ交換方式でなくズームレンズを採用しているのが一般的であり、ズームレンズを用い、画角を選択して撮像する方法が採られている。
【０００３】
ズームレンズは撮像画角を１つのズームレンズで連続的に変化させることが出来るため、多くのビデオカメラに採用されている。撮像画角はレンズの焦点距離と撮像素子のサイズによって決まる。レンズの焦点距離をｆ、撮像素子の対角イメージサイズをＤとすると、
対角画角＝２ｘａｒｃｔａｎ（Ｄ／ｆ）
となる。対角画角は撮像素子のイメージサイズに依存し、撮像素子イメージサイズを
垂直イメージ／水平イメージ＝３／４
とすれば。
水平画角＝２ｘａｒｃｔａｎ（０．８Ｄ／ｆ）
になり水平画角はレンズの焦点距離と撮像素子のイメージサイズに依存する、ズームレンズは、前記焦点距離ｆを可変する機能がある。
【０００４】
ズームレンズは前記のごとく焦点距離ｆを可変にすることで電子カメラの撮像画角を変化させることが出来る。全体映像を把握する広角撮像ではズームレンズの焦点距離ｆを小さく（短く）する。遠方対象物や詳細拡大を撮像するときには逆に焦点距離ｆを大きく（長く）する。焦点距離ｆを小さく（短く）して全体把握映像を得る時をワイド（広角）、焦点距離を長くするときはテレ（望遠）と称する。ズームレンズの最小焦点距離をワイド端、最大焦点距離の時をテレ端とも呼ぶ。このテレ端焦点距離とワイド端焦点距離に比をズームレンズのズーム比と称する。このズーム比の大きさはズームレンズの大きさ、重量、価格に大きく影響する。一般的に使用されるズーム比は１０以下であり、これ以上のズーム比のレンズは高価格で形状、重量やサイズ小型化が進む撮像部のカメラ部に比較し不釣り合いなものとなる。価格、大きさ形状。重量の問題とは別にズームスピードを確保するためズーム部駆動機構だけでなく、制御トルク及び駆動電力も大きくなり耐久性も下がる。例えばズーム比が２０倍程度のズームレンズでは重量２Ｋｇｗを超え、大きさも長さ２００ｍｍ以上になり、ズーム比５０以上のズームレンズでは重量５Ｋｇｗ、長さは３００ｍｍ以上にもなり、高価格である。これらのズーム比の大きいズームレンズは、一般的なビデオカメラ本体が重量も１Ｋｇｗ以下で、サイズも小さいため、不釣り合いであり適合しない。
【０００５】
前述のごとく、ビデオカメラに高ズーム比ズームレンズを採用するにはサイズ、重量、価格に大きな支障がある。よって実際のビデオカメラにはズーム比１０程度のズームレンズを用い、それ以上のズーム比を確保するため電子ズームを併用して対応しているが解像度は劣化する。ズームレンズの焦点距離を変更する方法は、ズームレンズにワイドコンバータレンズまたはテレコンバージョンレンズを配置する方法がある（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。コンバージョンレンズは小型軽量であり、ケラレ画発生するものの、ズームレンズの重量、大きさを大きく変化させるものではなく、ズームレンズの焦点距離を変更するに有効な方法ではある。しかしこれらの方法はズーム比を変えるものではなく、ズームレンズ焦点距離の範囲を拡大または縮小するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２９２３７４号公報
【特許文献２】特開平６−１３８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上述べたような従来の方法ではズーム比の大きなズームレンズではビデオカメラにそぐわない事が多い、また単に２台のズームレンズ付きビデオカメラを組み合わせても、それぞれの映像は独立しており、それぞれの映像を連続したものとする機能は無い。それぞれのズームレンズの焦点距離可変範囲が大きく重複すれば高ズーム比の映像を得ることは不可能であり、それぞれのズームレンズの焦点距離可変範囲が不連続であれば、広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることは不可能である。本発明は前述に鑑み高ズーム比のビデオカメラを実現する方法及び装置の提供を目的とする。
【０００８】
本発明では、高ズーム比のビデオカメラを実現するため２台のビデオカメラシステムを用いるがズームレンズ付きビデオカメラを２台使用することでズームレンズにまつわる機能である高ズーム比、小型、低価格を実現するだけでなく副次的な機能向上する方法及び装置の提供を目的とする。
【０００９】
また、本発明では、ズームレンズにコンバージョンレンズを配設したビデオカメラでも重量、大きさは殆ど同一であるため２台の前記ビデオカメラを設定しても取り付け架台等の改良は必要なく、またパン方向及びチルト方向移動の機能を持つ機構にも容易に組み込み可能であることから、種々の機器に応用可能な方法を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そして、本発明は上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに異なりかつ不連続である時、焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を増大する望遠のテレコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設すると同時に焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的焦点距離を連続とし、２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴としている。撮像画角は前述のごとく、撮像素子のイメージサイズに関連する。２つのズームレンズ付きビデオカメラの撮像素子は説明上、２台のビデオカメラの撮像素子は、ほぼ同一のサイズで、汎用に使用される撮像素子を想定して説明していく。コンバージョンレンズを装着しないときの広角（ワイド）のズームレンズビデオカメラの焦点距離と望遠（テレ）のズームレンズビデオカメラの焦点距離は不連続であるため撮像対象を前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても不連続な映像しか得られない。この不都合を回避するため、広角ズームレンズの前にテレコンバージョンレンズを設置する方法、または望遠ズームレンズの前にワイドコンバージョンレンズを設置する方法、あるいは広角ズームレンズの前の前にテレコンバージョンレンズかつ望遠ズームレンズの前にワイドコンバージョンレンズを設置することで、前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても連続な映像を得ることが可能になり、高ズーム比の映像が得られる。図１、図２、図３にこの機能説明図を示した。
【００１１】
請求項２に基づく本発明は、ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに重複する部分があるとき、焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を小さくする広角のワイドコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくすると同時に焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的ズーム比を拡大可能とし、かつ２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴としている。コンバージョンレンズを装着しないときの広角（ワイド）のズームレンズビデオカメラの焦点距離と望遠（テレ）のズームレンズビデオカメラの焦点距離は重複しているため、撮像対象を前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても低いズーム比の映像しか得られない。この不都合を回避するため、広角ズームレンズの前にワイドコンバージョンレンズを設置する方法、または望遠ズームレンズの前にテレコンバージョンレンズを設置する方法、あるいは広角ズームレンズの前の前にワイドコンバージョンレンズかつ望遠ズームレンズの前にテレドコンバージョンレンズを設置することで、前記２台のビデオカメラでズーミング撮影しても連続した高ズーム比の映像が得られる。図４、図５、図６にこの機能説明図を示した。
コンバージョンレンズは軽量のアタッチメントであり、前記２台のビデオカメラのズームレンズは小型軽量の汎用でズーム比が１０程度のものを使用することが多く、請求項２にもとづく発明によれば、小型軽量で高ズーム比の映像を得ることが可能となる。例として、２台のビデオカメラのズームレンズが同一のレンズであれば最大２倍のズーム比の映像を得ることができる。
【００１２】
２台のビデオカメラのズームレンズが同一のレンズであることは、例えば２台ビデオカメラの平行光軸距離を眼福に設定して、立体映像撮像用に用いることには有効である。請求項２の発明において、高ズーム比機能が必要でない時はコンバージョンレンズを用いなければ、この立体映像機能用途を妨げることはない。このように求める機能によりコンバージョンレンズを使用するか否かの選択が出来る。コンバージョンレンズを用いないときは、２台のビデオカメラの元の機能を損なうことがない。
【００１３】
請求項３に基づく本発明は、２台ビデオカメラの平行光軸間の距離による視差を機械的に除去する方法である。撮像対象が無限遠点であれば、撮像対象の位置はずれることはない。しかし、撮像対象が近距離にあるときは２台のビデオカメラの平行光軸間距離によって撮像中心のズレを生ずる。請求項３の発明はこの視差の影響を少なくするため、２台のビデオカメラの光軸の両者を含む平面に垂直軸を設置し、この回転軸回りに広角（ワイド）ズームレンズカメラを微少回転させ撮像対象に正対させるものである。撮像対象の距離と２台のビデオカメラの平行光軸間距離の関係から撮像対象に正対することが出来る。撮像対象の距離は望遠ズームレンズ搭載のビデオカメラのズームレンズ機能より得ることができる。一般的に２台のカメラの配置は垂直離間、または水平離間であることが多く、垂直離間であれば広角ズームレンズ搭載のカメラカメラは垂直方向回転、水平離間であれば水平方向回転となる。図７、図８は請求項３の機能説明図である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、２台ビデオカメラの平行光軸間の距離による視差を電気的に除去する方法である。撮像対象が無限遠点であれば、撮像対象の位置はずれることはない。しかし、撮像対象が近距離にあるときは２台のビデオカメラの平行光軸間距離によって撮像中心のズレを生ずる。説明の都合上、広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームカメラの撮像素子のイメージサイズは同一とする。請求項４の発明はこの視差の影響を少なくするため、広角（ワイド）ズームレンズのビデオカメラの撮像素子のイメージサイズを望遠ズームレンズのビデオカメラの撮像素子のイメージサイズより大きく設定し、広角（ワイド）ズームレンズのビデオカメラの撮像素子の映像信号読み出しタイミングを制御することを行う。２台のビデオカメラの平行光軸間距離によって生ずる視差である撮像中心のズレを除去する。図９は視差を補正するために２台のビデオカメラ光軸を交差することなく平行とした構造を示し、図１０、図１１に撮像素子のイメージサイズが異なる場合の撮像関係を、また図１２に広角（ワイド）ズームレンズのビデオカメラの撮像素子の映像信号読み出しタイミングの制御回路を示す。
【００１５】
請求項５の発明は、２台のズームレンズ搭載のビデオカメラを、あたかも１台の高ズーム比のズームレンズを搭載したビデオカメラ信号としてする手段を示す。高ズーム比を得るには２台のビデオカメラの焦点距離の重複部分を小さくすれば効率がよい、しかし２台のビデオカメラ映像を切れ目無く撮像信号を得るためには若干の重複部分を必要とする。これは２台のカメラ映像を切り替え、あたかも１台の高ズーム比のビデオカメラとするには２台のビデオカメラ映像切り替える焦点距離ポイントを設定することが求められる為である。広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームビデオカメラの焦点距離の重複部分に映像切り替えのための焦点距離の設定値を決め、動作中のズームレンズの焦点距離と映像切り替え設定焦点距離値を比較し、広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像を切り替える手段である。この方法によりスムーズな映像切り替え機能を実現している。図１３は、この広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームカメラの焦点距離の重複部分に映像切り替えのための焦点距離の設定値の決定例を図として示した。図１４は切り替え機能の回路ブロックである。切り替え設定値と実働しているズームレンズの焦点距離値により、映像切り替えを行う。比較のための実働ズームレンズの焦点距離値は広角ズームレンズ、望遠ズームレンズの焦点距離値のいずれでも良い。
【発明の効果】
【００１６】
このような構成により、高価格で、従来業務用分野での応用に限られていた高ズーム比ビデオカメラを低価格かつ重量、サイズを抑えて実現できる。本発明の趣旨の範囲で他の態様としても有効である。例えば２台だけでなく、より多くのビデオカメラと本発明の映像切り替え手段を用いれば、よりズーム比の高いズームレンズビデオカメラを小型、安価に提供できる。また、簡便なアタッチメント対応であるため改良対象となる機器の性能を損なうこともない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図２】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図３】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図４】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図５】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図６】本発明によるビデオカメラシステムの説明図である。
【図７】本発明による実施形態の説明図である。
【図８】本発明による実施形態の説明図である。
【図９】本発明による実施形態の説明図である。
【図１０】本発明による実施形態の説明図である。
【図１１】本発明による実施形態の説明図である。
【図１２】本発明による実施形態の説明図である。
【図１３】本発明による実施形態の説明図である。
【図１４】本発明による実施形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を具体化した実施形態を図に基づいて説明する。図は説明の都合上模式的に描いてある。図１は本発明に係るコンバージョンレンズ装着手段を示す。広角ズームレンズ（１０１）と撮像部及び制御回路（１０３）から成る広角ズームビデオカメラと、その広角ズームレンズの最小焦点距離ｆ１（１０５）、最大焦点距離ｆ２（１０６）の焦点距離可動範囲（１０７）を示す。望遠ズームレンズ（１０２）と撮像部及び制御回路（１０４）から成る望遠ズームビデオカメラと、その望遠ズームレンズの最小焦点距離ｆ３（１０８）、最大焦点距離ｆ２（１０９）の焦点距離可動範囲（１１０）を示す。これら焦点距離の関係は焦点距離座標軸（１１２）、（１１３）、（１１４）で説明される。広角ズームレンズ（１０１）の焦点距離可動範囲（１０７）と望遠ズームレンズ（１０２）の焦点距離可動範囲（１１０）とは不連続な焦点距離範囲（１１０）がある。この不連続のため２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像は得ることができない。これに対する改善手段として矢印（１２０）で示される図１の下部にテレコンバージョンレンズ（１１９）をレンズ（１０１）前に配した状態を示す。その最小焦点距離ｆ１Ｔ（１０８）、最大焦点距離ｆ２Ｔ（１０９）及びそれらによる焦点距離可動範囲（１１０）をシフトする状態を示している。テレコンバージョンレンズ（１１９）により、焦点距離は重複部分（１１８）が生じ可動焦点距離が切れ目無く連続としてつながり、２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像を得ることができる。
【００１９】
図１はテレコンバージョンレンズ（１１９）を広角ズームレンズ（１０１）に配した例であるが、逆にワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズ（１０２）の前に配することでも連続したズーム変化映像を得ることができる。図２において、ワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズ（２０２）の前に配し、望遠ズームビデオカメラの焦点距離の変化を示す。その最小焦点距離ｆ３Ｗ（２１５）、最大焦点距離ｆ４Ｗ（２１６）、焦点距離可動範囲（２１７）がシフトしている。ワイドコンバージョンレンズを配した望遠ズームレンズビデオカメラの焦点可動範囲（２１７）と広角ズームレンズビデオカメラの焦点可動範囲（２０７）は重複する焦点距離部（２１８）が生じ、２台の可動焦点距離が切れ目無く連続としてつながり、２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像を得ることができる。
【００２０】
図１、図２はテレコンバージョンレンズを広角ズームレンズに、ワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズにそれぞれ配置したものであるが、それぞれ単独のコンバージョンレンズでなく、テレコンバージョンレンズを広角ズームレンズに、ワイドコンバージョンレンズを望遠ズームレンズに装着して同様の機能を得ることが可能で、図３にこの手段を示す。テレコンバージョンレンズ（３２２）を広角ズームレンズ（３０１）に、ワイドコンバージョンレンズ（３２３）を望遠コンバージョンレンズ（３０２）に配置し、それぞれの焦点距離ｆ１Ｔ（３１５）、ｆ２Ｔ（３１６）、焦点距離可動範囲（３１７）及び焦点距離ｆ３Ｗ（３１８）、ｆ４Ｗ（３１９）、焦点距離可動範囲（３２０）をシフトし、焦点距離可動範囲に重複部（３２１）を得ることにより２台のビデオカメラの可動焦点距離が切れ目無く連続としてつながり、２台のビデオカメラによる撮像は連続したズーム変化映像を得ることができる。図１、図２、図３はコンバージョンレンズを装着しないとき、２台のビデオカメラ焦点距離可動範囲が不連続な時に対応する発明例である。これら図１、図２、図３の実施例により高ズーム比のビデオカメラを実現する。
【００２１】
図４、図５、図６は、はコンバージョンレンズを装着しないとき、２台のビデオカメラ焦点距離可動範囲の重複部分が多い時の対応である。この重複部分が多いと高ズーム比の実現を得ることは出来ない。コンバージョンレンズをズームレンズの前に配置することにより重複部分が多い不都合を解消できる。テレコンバージョンレンズ（４１９）を望遠ズームレンズ（４０２）に、またはワイドコンバージョンレンズ（５１９）を広角ズームレンズ（５０１）前に配置する方法や、テレコンバージョンレンズ（６２３）を望遠ズームレンズ（６０２）の前に配置し、かつワイドコンバージョンレンズ（６２２）を広角ズームレンズ（６０１）前に配置することにより、焦点距離可動範囲の重複部（４１１）、（５１１）、（６１１）を（４１８）、（５１８）（６２１）のように少なくすることが可能となり、高ズーム比を得ることが出来る。
【００２２】
図７は２台のビデオカメラの２つの光軸を平行光軸として並行配置した時に生ずる視差の補正手段を示している。図７は、２つのビデオカメラを上下に配置し上部に広角ズームビデオカメラ（７０１）、下部に望遠ズームレンズビデオカメラ（７０２）を設置した例である。互いの上下配置されたビデオカメラには光軸間距離が存在し、ビデオカメラによる映像には視差が生じる。この視差は撮像対象（７０６）の距離（７０５）が大きいときは無視できるが、近距離撮影時には互いのビデオカメラ撮像映像の中心にズレを生じる。このため２つカメラ映像を切り替えスムーズなズーム映像得るには映像中心のズレを少なくすることが求められる。この手段としてズームカメラからの撮像距離情報により、広角ズームビデオカメラ（７０１）を微少回転（７０７）させ、光軸（７０３）と望遠ズームレンズビデオカメラ（７０２）の光軸（７０４）を想定される撮像点に交差させ、互いのビデオカメラ映像の中心を一致させる。図７の例では２つの光軸を含む平面（紙面）に垂直な軸（７０８）回りに広角ズームレンズビデオカメラ（７０１）を回転させる。図７は、２つのビデオカメラを上下に配置し上部に広角ズームビデオカメラ（７０１）、下部に望遠ズームレンズビデオカメラ（７０２）を設置した例であるが、この配置を水平に左右配置した場合にも、２つのビデオカメラには互いの光軸間の距離が存在し、２つのビデオカメラによる映像には視差が生じる。２つのビデオカメラを水平の左右配置では２つの光軸を含む平面に垂直な軸回りに広角ズームレンズビデオカメラを水平方向に回転させ光軸を交差させ視差補正を行う。
【００２３】
図７における構造の制御系であるズームレンズビデオカメラシステム（８００）を図８に示した。ズームレンズ部（８０１）、（８０２）及びその制御回路（８０３）はそのフォーカス機能、ズーム倍率機能を持ち、これらから撮像対象の距離を把握できる。これら機能情報は広角ズームレンズ、望遠ズームレンズのどちらからでも得られるが撮像対象の解像度の関係から望遠ズームレンズによる方が望ましい。撮像距離情報によって広角ズームレンズビデオカメラの光軸（７０３）を回転（７０７）させる駆動回路（８０４）を持つ。図７の構造、図８の制御によって近距離撮影時には互いのビデオカメラ撮像映像の中心にズレを減少させ２つカメラ映像を切り替えた時でもスムーズなズーム映像得ることが出来る。
【００２４】
図９、図１０、図１１、図１２は図７、図８の方法による視差補正の駆動機構を利用しないで視差補正を実現する方法を示す。図９は２つのビデオカメラの配置例を示しており、広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）は望遠ズームレンズビデオカメラ（９０２）の上部に配置してある。その互いの光軸（９０３）、（９０４）は図７の様には交差せず平行である。図１０に広角ズームレンズによる撮像対象（１００１）、望遠ズームレンズの撮像対象（１００２）を撮像したときの撮像素子（１００３）、（１００４）への映像取り込み状態を示す。それぞれの撮像対象（１００１）と（１００２）の中心は一致している状態を示す。広角ズームレンズは焦点距離ｆＷ（１００９）であり撮像対象（１００１）は撮像素子（１００３）に投影される。望遠ズームレンズは焦点距離ｆＴ（１００６）であり撮像対象（１００２）は撮像素子（１００４）に投影される。撮像対象距離Ｌ（１００７）は異なるように見えるが紙面上の説明によるためであり実際は同じ距離を示している。説明上、撮像素子（１００３）、（１００４）は同じイメージサイズを想定している。広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）と望遠ズームビデオカメラ（９０２）は光軸間距離Ｄ（１００５）が存在するため、２つのビデオカメラの光軸が平行では視差を生じる。ここで広角ズームレンズビデオカメラの撮像素子（１００３）より大きいイメージサイズの撮像素子（１００８）を従来の撮像素子（１００３）に代えて配置する。撮像素子（１００３）と撮像素子（１００８）の中心位置は一致しているものとする。例えば撮像距離が無限遠方であれば撮像対象（１００１）は撮像素子（１００８）の中心位置に投影される。けれども近距離撮像では光軸間距離Ｄ（１００５）だけ離間していることによる視差のため、投影映像は垂直方向のズレ量ΔＶ（１０１０）を持つ。もし撮像素子が今までのイメージサイズの撮像素子（１００３）であれば、撮像素子の有効範囲を逸脱すると同時に、広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）と望遠ズームビデオカメラ（９０２）による映像中心はズレを発生する。撮像素子（１００８）に投影される映像の中心はズレを発生するものの撮像素子（１００８）は撮像素子（１００３）よりイメージサイズが大きく撮像素子の有効範囲の逸脱は無い。撮像素子（１００８）による映像信号は図１２における撮像素子読み出しクロック位相を制御（１２０４）することで広角ズームレンズビデオカメラの映像中心を望遠ズームレンズビデオカメラ映像の中心と一致させることが出来、高ズーム比でスムーズな映像を得られる。
【００２５】
図１０は広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）を望遠ズームレンズビデオカメラ（９０２）の上部に配置し、その互いの光軸（９０３）、（９０４）は図７の様には交差せず平行である時の撮像状態を示している。図１１は、広角ズームレンズビデオカメラ（９０１）を望遠ズームレンズビデオカメラ（９０２）に対し水平の左右位置に配設し、その互いの光軸（９０３）、（９０４）は互いの光軸を交差させず平行である時の撮像状態を示している。広角ズームレンズによる撮像対象（１１０１）、望遠ズームレンズの撮像対象（１１０２）を撮像したときの撮像素子（１１０３）、（１１０４）への映像取り込み状態を示す。それぞれの撮像対象（１１０１）と（１１０２）の中心は一致している状態である。広角ズームレンズは焦点距離ｆＷ（１１０９）であり撮像対象（１００１）は撮像素子（１１０３）に投影される。望遠ズームレンズは焦点距離ｆＴ（１１０６）であり撮像対象（１１０２）は撮像素子（１１０４）に投影される。撮像対象距離Ｌ（１１０７）は異なるように見えるが紙面上の説明によるためであり実際は同じ距離を示している。説明上、撮像素子（１１０３）、（１１０４）は同じイメージサイズを想定している。広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームビデオカメラは光軸間距離Ｄ（１１０５）が存在するため、２つのビデオカメラの光軸が平行では視差を生じる。ここで広角ズームレンズビデオカメラの撮像素子（１１０３）より大きいイメージサイズの撮像素子（１１０８）を従来の撮像素子（１１０３）に代えて配置する。撮像素子（１１０３）と撮像素子（１１０８）の中心位置は一致しているものとする。例えば撮像距離が無限遠方であれば撮像対象（１１０１）は撮像素子（１１０８）の中心位置に投影される。けれども近距離撮像では光軸間距離Ｄ（１１０５）だけ離間していることによる視差のため、投影映像は水平方向のズレ量ΔＨ（１１１０）を持つ。もし撮像素子が今までのイメージサイズの撮像素子（１１０３）であれば、撮像素子（１１０３）の有効範囲を逸脱すると同時に、広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームビデオカメラによる映像中心はズレを発生する。撮像素子（１１０８）に投影される映像の中心はズレを発生するものの撮像素子（１１０８）は撮像素子（１１０３）よりイメージサイズが大きく撮像素子の有効範囲の逸脱は無い。撮像素子（１１０８）による映像信号は図１２における撮像素子読み出しクロック位相を制御（１２０４）することで広角ズームレンズビデオカメラの映像中心を望遠ズームレンズビデオカメラ映像の中心と一致させることが出来、高ズーム比でスムーズな映像を得られる。
【００２６】
図１３、図１４は高ズーム比を確保し、かつ効率的な広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像の切り換え方法を示す。図１３はコンバージョンレンズをズームレンズの前面に配置し高ズーム比を実現している構成を示す。コンバージョンレンズは、ひとつでもかまわない。焦点距離重複部分（１３２１）の範囲に広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像の切り換えを行うための焦点距離設定値（１３２４）を決定する。ズームレンズは焦点距離値を得ることが可能であり、図１４は広角ズーレンズまたは望遠ズームレンズの焦点距離値を得て焦点距離設定値（１３２４）と比較し、映像信号制御回路（１４０１）、（１４０２）で映像の切り換えをスイッチ（１４０３）することにより、広角ズームレンズビデオカメラ映像と望遠ズームレンズビデオカメラ映像の信号の切り換えを行う。この手段によって高ズーム比の映像を切れ目無く撮像することが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１０１ 広角ズームレンズ
１０２ 望遠ズームレンズ
１０３ 広角ビデオカメラ部
１０４ 望遠ビデオカメラ部
１０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
１０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
１０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
１０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
１０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
１１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
１１１ 不連続な焦点距離範囲
１１２ 焦点距離座標軸
１１３ 焦点距離座標軸
１１４ 焦点距離座標軸
１１５ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
１１６ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
１１７ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
１１８ 重複した焦点距離範囲
１１９ テレコンバージョンレンズ
１２０ 手段提示矢印
２０１ 広角ズームレンズ
２０２ 望遠ズームレンズ
２０３ 広角ビデオカメラ部
２０４ 望遠ビデオカメラ部
２０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
２０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
２０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
２０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
２０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
２１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
２１１ 不連続な焦点距離範囲
２１２ 焦点距離座標軸
２１３ 焦点距離座標軸
２１４ 焦点距離座標軸
２１５ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
２１６ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
２１７ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
２１８ 重複した焦点距離範囲
２１９ ワイドコンバージョンレンズ
２２０ 手段提示矢印
３０１ 広角ズームレンズ
３０２ 望遠ズームレンズ
３０３ 広角ビデオカメラ部
３０４ 望遠ビデオカメラ部
３０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
３０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
３０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
３０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
３０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
３１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
３１１ 不連続な焦点距離範囲
３１２ 焦点距離座標軸
３１３ 焦点距離座標軸
３１４ 焦点距離座標軸
３１５ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
３１６ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
３１７ テレコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
３１８ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
３１９ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
３２０ ワイドコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
３２１ 重複した焦点距離範囲
３２２ テレコンバージョンレンズ
３２３ ワイドコンバージョン
３２４ 手段提示矢印
４０１ 広角ズームレンズ
４０２ 望遠ズームレンズ
４０３ 広角ビデオカメラ部
４０４ 望遠ビデオカメラ部
４０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
４０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
４０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
４０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
４０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
４１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
４１１ 重複した焦点距離範囲
４１２ 焦点距離座標軸
４１３ 焦点距離座標軸
４１４ 焦点距離座標軸
４１５ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
４１６ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
４１７ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの焦点距離可動範囲
４１８ 重複した焦点距離範囲
４１９ テレコンバージョンレンズ
４２０ 手段提示矢印
５０１ 広角ズームレンズ
５０２ 望遠ズームレンズ
５０３ 広角ビデオカメラ部
５０４ 望遠ビデオカメラ部
５０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
５０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
５０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
５０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
５０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
５１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
５１１ 重複した焦点距離範囲
５１２ 焦点距離座標軸
５１３ 焦点距離座標軸
５１４ 焦点距離座標軸
５１５ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
５１６ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
５１７ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの焦点距離可動範囲
５１８ 重複した焦点距離範囲
５１９ ワイドコンバージョンレンズ
５２０ 手段提示矢印
６０１ 広角ズームレンズ
６０２ 望遠ズームレンズ
６０３ 広角ビデオカメラ部
６０４ 望遠ビデオカメラ部
６０５ 広角ズームレンズの最小焦点距離
６０６ 広角ズームレンズの最大焦点距離
６０７ 広角ズームレンズ焦点距離可動範囲
６０８ 望遠ズームレンズの最小焦点距離
６０９ 望遠ズームレンズの最大焦点距離
６１０ 望遠ズームレンズ焦点距離可動範囲
６１１ 重複した焦点距離範囲
６１２ 焦点距離座標軸
６１３ 焦点距離座標軸
６１４ 焦点距離座標軸
６１５ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最小焦点距離
６１６ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの最大焦点距離
６１７ ワイドコンバージョンレンズを装着した広角ズームレンズの焦点距離可動範囲
６１８ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最小焦点距離
６１９ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの最大焦点距離
６２０ テレコンバージョンレンズを装着した望遠ズームレンズの焦点距離可動範囲
６２１ 重複した焦点距離範囲
６２２ ワイドコンバージョンレンズ
６２３ テレコンバージョンレンズ
６２４ 手段提示矢印
７０１ 広角ズームレンジビデオカメラ
７０２ 望遠ズームレンジビデオカメラ
７０３ 広角ズームレンジビデオカメラ光軸
７０４ 望遠ズームレンジビデオカメラ光軸
７０５ 撮像対象距離
７０６ 撮像対象
７０７ 回転動作
７０８ 回転軸
８００ ズームレンズビデオカメラシステム
８０１ 広角ズームレンズビデオカメラ部
８０２ 望遠ズームレンズビデオカメラ部
８０３ 映像処理及び制御回路
８０４ 視差補正角回転制御部
９０１ 広角ズームレンジビデオカメラ
９０２ 望遠ズームレンジビデオカメラ
９０３ 広角ズームレンズビデオカメラ光軸
９０４ 望遠ズームレンズビデオカメラ光軸
９０５ 撮像対象距離
９０６ 撮像対象
１００１ 広角ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１００２ 望遠ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１００３ 撮像素子
１００４ 撮像素子
１００５ 広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームレンズビデオカメラの光軸間距離
１００６ 望遠ズームレンズの焦点距離
１００７ 撮像対象距離
１００８ 撮像素子
１００９ 広角ズームレンズの焦点距離
１０１０ 視差ズレ量
１０１１ 仮想の撮像素子
１１０１ 広角ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１１０２ 望遠ズームレンズビデオカメラ撮像対象
１１０３ 撮像素子
１１０４ 撮像素子
１１０５ 広角ズームレンズビデオカメラと望遠ズームレンズビデオカメラの光軸間距離
１１０６ 望遠ズームレンズの焦点距離
１１０７ 撮像対象距離
１１０８ 撮像素子
１１０９ 広角ズームレンズの焦点距離
１１１０ 視差ズレ量
１１１１ 仮想の撮像素子
１２００ ズームレンズビデオカメラシステム
１２０１ 広角ズームレンズビデオカメラ部
１２０２ 望遠ズームレンズビデオカメラ部
１２０３ 映像処理部及び制御回路
１２０４ 映像素子制御回路
１３０１ 広角ズームレンズ
１３０２ 望遠ズームレンズ
１３０３ 広角ビデオカメラ部
１３０４ 望遠ビデオカメラ部
１３１２ 焦点距離座標軸
１３１３ 焦点距離座標軸
１３１４ 焦点距離座標軸
１３１５ ワイドコンバージョンレンズによる広角ズームレンズの最小焦点距離
１３１６ ワイドコンバージョンレンズによる広角ズームレンズの最大焦点距離
１３１７ ワイドコンバージョンレンズによる広角ズームレンズの焦点距離可動範囲
１３１８ テレコンバージョンレンズによる望遠ズームレンズの最小焦点距離
１３１９ テレコンバージョンレンズによる望遠ズームレンズの最大焦点距離
１３２０ テレコンバージョンレンズによる望遠ズームレンズの焦点距離可動範囲
１３２１ 重複した焦点距離範囲
１３２２ ワイドコンバージョンレンズ
１３２３ テレコンバージョンレンズ
１３２４ 切り換えを行うための焦点距離設定値
１４０１ 映像信号制御回路
１４０２ 映像信号制御回路
１４０３ 切り換えスイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに異なりかつ不連続である時、焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を増大する望遠のテレコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を長くすると同時に焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的焦点距離を連続とし、２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴とするビデオカメラ装置。
【請求項２】
ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに重複する部分があるとき焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を小さくする広角のワイドコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくすると同時に焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的ズーム比を拡大可能とし、かつ２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴とするビデオカメラシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のビデオカメラ装置において、焦点距離の大きい（望遠）ビデオカメラから撮像対象の距離を得て、焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの光軸を撮像対象方向に向け焦点距離の大きい（望遠）ビデオカメラによる撮像映像中心と焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの撮像映像中心を一致させる機構を持つビデオカメラ装置で、前記機構は２台のビデオカメラの両光軸を含む平面に垂直な回転軸を設け回転可能とし、焦点距離の短い（広角）ビデオカメラを撮像対象に正対させ、光軸間距離に起因する視差を補正することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のビデオカメラ装置において、焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの撮像素子イメージサイズを焦点距離の長い（望遠）ビデオカメラの撮像素子イメージサイズよりも大きく設定し、かつ焦点距離の短いビデオカメラの撮像素子の読み出しタイミングを制御することにより、焦点距離の長い（望遠）ビデオカメラの撮像映像の中心と焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの撮像映像の中心を一致させるビデオカメラ装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４に記載のコンバージョンレンズを配した２台のビデオカメラの焦点距離が重複する部分に映像切り換えの焦点設定値を設け、焦点距離の短い（広角ズームレンズ）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より大きいときは焦点距離が長い（望遠ズームレンズ）ビデオカメラ映像信号を出力し、焦点距離の短い（広角ズームレンズ）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より小さいときは（広角ズームレンズ）のビデオカメラ映像信号を出力して２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像をひとつの映像信号として切り替え出力すること、または焦点距離の長い（望遠ズームレンズ）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より小さいときは焦点距離が短い（広角ズームレンズ）ビデオカメラ映像信号を出力し、焦点距離の長い（望遠）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より大きいときは（望遠ズームレンズ）ビデオカメラ映像信号を出力して２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像をひとつの映像信号として切り替え出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに異なりかつ不連続である時、焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を増大する望遠のテレコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を長くすると同時に焦点距離の長いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的焦点距離を連続とし、２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴とするビデオカメラ装置。
【請求項２】
ズームレンズを搭載した２台のビデオカメラを撮像対象に平行光軸として並行配置し、前記ビデオカメラのズームレンズ前面にコンバージョンレンズを配設し、前記ズームレンズの焦点距離を縮小または増大するビデオカメラ装置において、２つのズームレンズの焦点距離値が互いに重複する部分があるとき焦点距離の短いズームレンズには焦点距離を小さくする広角のワイドコンバージョンレンズを配設する方法、または焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法、または焦点距離の短いズームレンズには広角のワイドコンバージョンレンズを配設し焦点距離を小さくすると同時に焦点距離の長いズームレンズには望遠のテレコンバージョンレンズを配設し焦点距離を大きくする方法によって前記２つのズームレンズを搭載した２台のビデオカメラ映像を合成した実効的ズーム比を拡大可能とし、かつ２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像を得ることを可能にしたことを特徴とするビデオカメラシステム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のビデオカメラ装置において、焦点距離の大きい（望遠）ビデオカメラから撮像対象の距離を得て、焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの光軸を撮像対象方向に向け焦点距離の大きい（望遠）ビデオカメラによる撮像映像中心と焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの撮像映像中心を一致させる機構を持つビデオカメラ装置で、前記機構は２台のビデオカメラの両光軸を含む平面に垂直な回転軸を設け回転可能とし、焦点距離の短い（広角）ビデオカメラを撮像対象に正対させ、光軸間距離に起因する視差を補正することを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載のビデオカメラ装置において、焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの撮像素子イメージサイズを焦点距離の長い（望遠）ビデオカメラの撮像素子イメージサイズよりも大きく設定し、かつ焦点距離の短いビデオカメラの撮像素子の読み出しタイミングを制御することにより、焦点距離の長い（望遠）ビデオカメラの撮像映像の中心と焦点距離の短い（広角）ビデオカメラの撮像映像の中心を一致させるビデオカメラ装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４に記載のコンバージョンレンズを配した２台のビデオカメラの焦点距離が重複する部分に映像切り換えの焦点設定値を設け、焦点距離の短い（広角ズームレンズ）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より大きいときは焦点距離が長い（望遠ズームレンズ）ビデオカメラ映像信号を出力し、焦点距離の短い（広角ズームレンズ）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より小さいときは（広角ズームレンズ）のビデオカメラ映像信号を出力して２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像をひとつの映像信号として切り替え出力すること、または焦点距離の長い（望遠ズームレンズ）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より小さいときは焦点距離が短い（広角ズームレンズ）ビデオカメラ映像信号を出力し、焦点距離の長い（望遠）ビデオカメラの焦点距離値が前記設定値より大きいときは（望遠ズームレンズ）ビデオカメラ映像信号を出力して２つのビデオカメラ映像を広角から望遠まで切れ目無く連続した映像をひとつの映像信号として切り替え出力することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−８３６８５（Ｐ２０１２−８３６８５Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４１４３３（Ｐ２０１０−２４１４３３）
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（５１０１６５３７８）株式会社ＮＥＸＴコア (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１２日（２０１０．１０．１２）
【出願人】（５１０１６５３７８）株式会社ＮＥＸＴコア (2)
【Ｆターム（参考）】
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