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JPH0732483B2 - Focus correction device for color TV camera - Google Patents
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JPH0732483B2 - Focus correction device for color TV camera - Google Patents

Focus correction device for color TV camera

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Publication number
JPH0732483B2
JPH0732483B2 JP62286590A JP28659087A JPH0732483B2 JP H0732483 B2 JPH0732483 B2 JP H0732483B2 JP 62286590 A JP62286590 A JP 62286590A JP 28659087 A JP28659087 A JP 28659087A JP H0732483 B2 JPH0732483 B2 JP H0732483B2
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image pickup
focusing
color
focus
zoom
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武 無量井
貴之 内山
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Nikon Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、ズームレンズを有するカラーテレビカメラの
合焦補正装置に関し、特に、ダイクロイックミラー等に
よる3色分解方式のカラーテレビカメラの合焦補正装置
に関する。
The present invention relates to a focus correction device for a color television camera having a zoom lens, and more particularly to a three-color separation type color television using a dichroic mirror or the like. The present invention relates to a focus correction device for a camera.

(従来の技術) 一般に、カラーテレビカメラにおいては、ダイクロイッ
クミラーを有する色分解プリズム等の色分解手段によっ
て、物体像を形成すべき光を赤(R)、緑(G)及び青
(B)の3色に分解し、この分解された3色の像をそれ
ぞれ撮像管または撮像板のような3個の撮像素子の撮像
面に結像させて、電気信号にそれぞれ変換するように構
成されている。一方、その色分解プリズムのような3色
分解光学系の前方に装着されるズームレンズは、ダイク
ロイックミラー面への光の入射角によって像面に色ムラ
が生じることのないように、射出瞳がほぼ無限遠に在る
テレセントリック光学系に構成する必要が有り、一般に
は、物体側から順に、焦点調節の為のフォーカシングレ
ンズ群、合成焦点距離を連続的に変えるための変倍レン
ズ群、焦点位置を一定に保つ為の補正レンズ群及び撮像
面に像を形成する為の結像レンズ群の4群にて構成され
ている。
(Prior Art) Generally, in a color television camera, light for forming an object image is converted into red (R), green (G), and blue (B) light by color separation means such as a color separation prism having a dichroic mirror. It is configured to be separated into three colors, and the separated three-color images are formed on the image pickup surfaces of three image pickup elements such as an image pickup tube or an image pickup plate and converted into electric signals. . On the other hand, a zoom lens mounted in front of a three-color separation optical system such as the color separation prism has an exit pupil with an exit pupil so that color unevenness does not occur on the image surface due to the incident angle of light on the dichroic mirror surface. It is necessary to construct a telecentric optical system located at almost infinity.Generally, in order from the object side, a focusing lens group for focus adjustment, a variable magnification lens group for continuously changing the combined focal length, and a focal position. Is composed of four groups: a correction lens group for maintaining a constant value and an imaging lens group for forming an image on the imaging surface.

上記のような基本構成のズームレンズにおいては、フォ
ーカシングの際には、フォーカシングレンズ群が他のレ
ンズ群に対して光軸方向に移動し、また、ズーミングの
際には、変倍レンズ群に補正レンズ群とが光軸方向に移
動する為、それらのレンズ群の相対移動によって収差に
変動が生じる。その変動は、ズームレンズが大口径比、
大ズーム比になるに従って大きくなる傾向が有り、特に
球面収差や像面弯曲の変動が大きい時は、ズーミングの
際の変動を補正レンズ群によって補正しても、フォーカ
シングによる収差の変動は補正されないので、そのまま
残り、特に望遠端においてピント狂いが生じる。
In the zoom lens having the above-described basic structure, the focusing lens group moves in the optical axis direction with respect to the other lens groups during focusing, and the zoom lens group is corrected during zooming. Since the lens groups move in the optical axis direction, the aberrations vary due to the relative movement of the lens groups. The fluctuation is that the zoom lens has a large aperture ratio,
It tends to increase as the zoom ratio increases, especially when there are large fluctuations in spherical aberration and field curvature, even if the fluctuations during zooming are corrected by the correction lens group, fluctuations in aberrations due to focusing are not corrected. , Remains as it is, and out of focus particularly at the telephoto end.

ズーミングとフォーカシングによって生じる上記の収差
変動に基づくピント狂いをその都度補正できるように、
例えば結像レンズ群と補正レンズ群との間に、別のピン
ト補正用のレンズを付加し、そのピント補正用レンズを
光軸方向に移動可能に構成したもの(特開昭58−205113
号)や、上記の収差の変動を少なくする為に、例えば結
像レンズ群中の一部のレンズをズーミングに応じて光軸
方向に変位させるように構成したもの(特公昭50−4014
4号)、フォーカシングレンズ群を前群と後群とに分割
し、フォーカシングに応じて両者間の空気間隔を変える
ように構成したもの(特開昭58−7610号)等、数多くの
提案が公開されている。
In order to be able to correct the focus error due to the above-mentioned aberration variation caused by zooming and focusing each time,
For example, another focus correction lens is added between the imaging lens group and the correction lens group, and the focus correction lens is configured to be movable in the optical axis direction (JP-A-58-205113).
In order to reduce the fluctuation of the above-mentioned aberration, for example, some of the lenses in the imaging lens group are configured to be displaced in the optical axis direction in accordance with zooming (Japanese Patent Publication No. 40-4014).
No. 4), the focusing lens group is divided into a front lens group and a rear lens group, and the air gap between them is changed according to focusing (Japanese Patent Laid-Open No. 58-7610). Has been done.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の如き収差変動によるピント狂いの
補正方法では、レンズ枚数が多くなり、しかも、レンズ
の移動機構が複雑となるばかりでなく、更に、次に述べ
る色収差の変動を補正するために、分散能の異なるレン
ズを増加しなければならない。そのため、カラーテレビ
カメラでは、ズームレンズの大口径比化、大ズーム比
化、コンパクト化が困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the method of correcting the focus error due to the aberration variation as described above, not only the number of lenses increases, but also the lens moving mechanism becomes complicated, and further described below. In order to correct the variation of chromatic aberration, it is necessary to increase the number of lenses having different dispersive powers. Therefore, it is difficult for a color television camera to have a large aperture ratio, a large zoom ratio, and a compact zoom lens.

第5図は、ズームレンズにおける焦点距離の変化(ズー
ミング)に対する色収差の変動曲線図である。図は、緑
色(G)を基準とする赤色(R)及び青色(B)の色収
差量を示し、赤(R)、緑(G)及び青(B)の光が焦
点距離の変化によって、それぞれ異なった収差変動をし
ていることを示している。さらに、フォーカシングが近
距離になるに従って、フォーカシングによる球面収差や
像面弯曲の色収差量が加えられる。しかし、レンズ枚数
やレンズ移動量には限界が有るため、レンズ側での収差
補正にも限界が有り、収差の変動による各色毎のピント
位置の狂いを補正することは極めて困難であった。ま
た、特開昭58−205113号のように、結像レンズ群の前に
ピント補正用レンズを付加する方法では、色毎のピント
合わせが不可能な為、色収差の変動が大きい場合には、
色のニジミが現われる恐れが有り、また、その都度ピン
ト狂いの調整をしなければならず、操作が繁雑になると
いう問題点が有った。
FIG. 5 is a variation curve diagram of chromatic aberration with respect to change (zooming) of the focal length in the zoom lens. The figure shows the amount of chromatic aberration of red (R) and blue (B) with respect to green (G), and the red (R), green (G), and blue (B) light respectively changes according to the change in focal length. It shows that the aberrations are different. Further, as the focusing becomes closer, the amount of spherical aberration due to focusing and the amount of chromatic aberration of field curvature are added. However, since the number of lenses and the lens movement amount are limited, aberration correction on the lens side is also limited, and it is extremely difficult to correct the deviation of the focus position for each color due to the variation of aberration. In addition, as in Japanese Patent Laid-Open No. 58-205113, a method of adding a focus correction lens in front of the imaging lens group cannot focus for each color. Therefore, when variation in chromatic aberration is large,
There is a risk that color bleeding may appear, and the out-of-focus adjustment must be made each time, which makes the operation complicated.

本発明は、上記従来のカラーテレビカメラにおけるズー
ムレンズの収差変動によるピント狂いの問題を解決し、
ズームレンズの構成を複雑にすることなく、収差の変動
に対しても、ピント狂いや色のニジミが無く、鮮明な像
が得られる合焦補正装置を提供することを目的とする。
The present invention solves the problem of out of focus due to aberration variation of the zoom lens in the conventional color television camera described above,
An object of the present invention is to provide a focus correction device that can obtain a clear image without complicating the configuration of the zoom lens and without focusing error and color blurring even with variation in aberration.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

(問題点を解決する為の手段) 上記の目的を達成するために本発明においては、カラー
テレビカメラに設けられたズームレンズの合焦の際に変
位するフォーカシングレンズ群の位置を検出するフォー
カス位置検出手段と、ズーミングの際に変位するズーミ
ングレンズ群の位置を検出するズーム位置検出手段と、
フォーカス位置検出手段とズーム位置検出手段の双方の
出力と予め記憶された情報とに基づいて前記合焦とズー
ミングによる収差変動に基づくピント位置のずれ量を前
記3色分解光学系にて分解される色のうち少なくとも一
色について演算する演算回路と、その演算回路の演算結
果に基づいて3個の撮像素子の位置をそれぞれ光軸方向
に移動させることによって補正する撮像素子位置補正手
段とを設けて構成することを上記問題点の解決手段とす
るものである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, a focus position for detecting the position of a focusing lens group that is displaced when a zoom lens provided in a color television camera is in focus. A detection means, and a zoom position detection means for detecting the position of the zooming lens group that is displaced during zooming,
Based on the outputs of both the focus position detecting means and the zoom position detecting means and the information stored in advance, the shift amount of the focus position based on the aberration variation caused by the focusing and zooming is decomposed by the three-color separation optical system. An arithmetic circuit for arithmetically operating at least one of the colors and an image sensor position correcting means for correcting the positions of the three image sensors based on the arithmetic result of the arithmetic circuit are respectively provided in the optical axis direction. This is a means for solving the above problems.

(作用) 物体距離に応じて光軸方向に変位するフォーカシング光
学系(L1)の位置は、フォーカス位置検出手段(11)に
よって検出され、その検出信号は逐次演算回路(13、2
3)へ出力される。また、ズーミングによるズーム光学
系(L2、L3)の位置は、ズーム位置検出手段(12)によ
って検出され、その検出信号も演算回路(13、23)へ出
力される。演算回路(13、23)には、物体距離及びズー
ムレンズの焦点距離に応じて変動する色による収差量が
予めインプットされており、これに基づいて、フォーカ
ス位置検出手段(11)とズーム位置検出手段(12)から
の出力から、合焦とズーミングに応じた撮像素子の最適
位置が3色分解光学系(P)にて分解される色のうち少
なくとも一色について算出される。この算出結果に応じ
動作する撮像素子位置補正手段(14、24、6、26)によ
って、3個の撮像素子(4R、4G、4B)は、その最適位置
までそれぞれ変位され、自動補正がなされる。
(Function) The position of the focusing optical system (L 1 ) which is displaced in the optical axis direction according to the object distance is detected by the focus position detecting means (11), and the detection signal thereof is sequentially calculated by the arithmetic circuit (13, 2).
It is output to 3). The position of the zoom optical system (L 2 , L 3 ) by zooming is detected by the zoom position detecting means (12), and the detection signal is also output to the arithmetic circuits (13, 23). The arithmetic circuit (13, 23) is preliminarily input with the aberration amount due to the color which varies depending on the object distance and the focal length of the zoom lens, and based on this, the focus position detecting means (11) and the zoom position detecting device. From the output from the means (12), the optimum position of the image pickup element according to focusing and zooming is calculated for at least one of the colors separated by the three-color separation optical system (P). The three image pickup devices (4 R , 4 G , 4 B ) are respectively displaced to their optimum positions by the image pickup device position correction means (14, 24, 6, 26) which operates according to the calculation result, and the automatic correction is performed. Is done.

(実施例) 次に、本発明の実施例を添付の図面に基づいて詳しく説
明する。
(Example) Next, the Example of this invention is described in detail based on an accompanying drawing.

第1図は本発明の第1の実施例を示す合焦補正装置の概
略構成図で、第2図は第1図の合焦補正装置に用いられ
るサーボモータを含む撮像素子移動装置の斜視図であ
る。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a focus correction device showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of an image pickup device moving device including a servo motor used in the focus correction device of FIG. Is.

第1図において、ズームレンズ鏡筒1内には、物体側か
ら順にフォーカシングレンズ群L1、変倍レンズ群L2と補
正レンズ群L3とから成るズーム光学系及び結像レンズ群
L4が設けられ、フォーカシングレンズ群L1は、不図示の
駆動モータを含むフォーカシング機構2によって光軸方
向に移動される。また、変倍レンズ群L2と補正レンズ群
L3から成るズーム光学系は、不図示の駆動モータを含む
ズーミング機構3により光軸方向に相対移動するように
構成されている。結像レンズ群L4はレンズ鏡筒1内に固
定され、貼合わせ面にダイクロイックミラー層が設けら
れた3色分解プリズムPを介して、青色像を撮像素子4B
上に、緑色像を撮像素子4G上に、赤色像を撮像素子4R
にそれぞれ結像させる。3個の撮像素子4B、4G、4Rは、
この実施例ではいずれも撮像板にて形成され、その撮像
面は、それぞれ3色分解プリズムの3つの射出面に対向
するように撮像板枠5B、5G、5Rに保持されている。ま
た、サーボモータMB、MG、MRは、後で詳しく述べられる
撮像板移動機構6を介して各撮像板枠5B、5G、5Rをそれ
ぞれ光軸方向に移動するように構成されている。
In FIG. 1, in the zoom lens barrel 1, a zoom optical system and an image forming lens group including a focusing lens unit L 1 , a variable power lens unit L 2 and a correction lens unit L 3 are arranged in this order from the object side.
L 4 is provided, and the focusing lens unit L 1 is moved in the optical axis direction by the focusing mechanism 2 including a drive motor (not shown). In addition, the variable power lens group L 2 and the correction lens group
The zoom optical system including L 3 is configured to relatively move in the optical axis direction by a zooming mechanism 3 including a drive motor (not shown). Imaging lens L 4 are fixed to the lens barrel 1, cemented dichroic mirror layer mating surface via a 3-color separation prism P provided, the image pickup device 4 B blue image
A green image is formed on the image pickup device 4 G and a red image is formed on the image pickup device 4 R. The three image sensors 4 B , 4 G and 4 R are
Any In this embodiment also formed by the image pickup plate, the imaging surface is held in three imaging plate frame 5 B so as to face the exit surface, 5 G, 5 R, respectively 3-color separation prism. Further, the servo motors M B , M G , and M R are configured to move the respective image pickup plate frames 5 B , 5 G , and 5 R in the optical axis direction via an image pickup plate moving mechanism 6 described in detail later. Has been done.

撮像板移動機構6は、第2図に示すようにそれぞれ撮像
板枠5G(5B、5R)に設けられた2個の嵌合孔5aに摺動可
能に嵌合し且つ3色分割プリズムPを収容するプリズム
ハウジングHの射出窓枠部Haから突出して光軸に平行に
設けられた2本の案内支柱7と、撮像板枠5G(5B、5R
を3色分解プリズムPから離す方向に付勢する2個の圧
縮コイルばね8と、サーボモータMA(MR、MB)によって
回転駆動され、圧縮コイルばね8の付勢力に抗して撮像
板枠5G(5B、5R)を案内支柱7に沿って変位させる円筒
状カム9とから構成されている。
Imaging plate moving mechanism 6 is slidably fitted to and three-color divided into two fitting holes 5a provided in Figure 2 are shown as respective imaging plate frame 5 G (5 B, 5 R ) Two guide columns 7 that are provided in parallel with the optical axis and project from the exit window frame portion H a of the prism housing H that houses the prism P, and the image pickup plate frame 5 G (5 B , 5 R ).
Is driven to rotate by two compression coil springs 8 for urging the three color separation prisms P away from each other and a servo motor M A (M R , M B ), and an image is taken against the urging force of the compression coil spring 8. It is composed of a cylindrical cam 9 that displaces the plate frame 5G ( 5B , 5R ) along the guide column 7.

第1図に示すフォーカシング機構2によるフォーカシン
グレンズ群L1の変位は、不図示のポテンショメータを含
むフォーカス位置検出装置11によって検出され、その検
出信号は演算回路13に送られる。また、ズーミング機構
3による変倍レンズ群L2と補正レンズ群の変位、すなわ
ちズーム位置は、不図示の別のポテンショメータを含む
ズーム位置検出装置12によって検出され、その検出信号
も演算回路13に送られる。
The displacement of the focusing lens unit L 1 by the focusing mechanism 2 shown in FIG. 1 is detected by the focus position detection device 11 including a potentiometer (not shown), and the detection signal is sent to the arithmetic circuit 13. Further, the displacement of the variable power lens unit L 2 and the correction lens unit by the zooming mechanism 3, that is, the zoom position is detected by the zoom position detecting device 12 including another potentiometer (not shown), and the detection signal is also sent to the arithmetic circuit 13. To be

演算回路13には、あらかじめ第5図に示すようなズーミ
ングに応じた色収差量や、色による像面弯曲の変動量等
がインプットされ、また、フォーカシングに応じた球面
収差や像面弯曲の色による収差変動量等がインプットさ
れている。この演算回路13は、入力されたフォーカス位
置検出信号とズーム位置検出信号とから、赤色、緑色、
青色の各像を撮像するそれぞれの撮像板4R、4G、4Bの光
軸上での最適位置を算出し、その算出信号をサーボ回路
14に送るように構成されている。サーボ回路14は、演算
回路13から送られた信号により各モータMR、MG、MBを駆
動させると同時に、各モータに連動するポテンショメー
タを含むそれぞれの位置検出器15R、15G、15Bによって
検出された撮像板4R、4G、4Bの位置信号をサーボ回路14
に帰還させ、サーボ制御を行うように構成されている。
The amount of chromatic aberration according to zooming and the amount of variation of image plane curvature due to color as shown in FIG. 5 are input to the arithmetic circuit 13 in advance, and the spherical aberration and the color of image plane curvature according to focusing are input. Aberration variation amount and the like are input. This arithmetic circuit 13 uses the input focus position detection signal and zoom position detection signal to calculate the red, green,
The optimum position on the optical axis of each imaging plate 4 R , 4 G , 4 B that captures each blue image is calculated, and the calculated signal is used as the servo circuit.
It is configured to send to 14. The servo circuit 14 drives each of the motors M R , M G , and M B by the signal sent from the arithmetic circuit 13 and, at the same time, each position detector 15 R , 15 G , 15 including a potentiometer interlocked with each motor. The servo circuit 14 detects the position signals of the image pickup plates 4 R , 4 G , and 4 B detected by B.
It is configured to be fed back to the servo control.

なお、フォーカシング機構2は図示されない手動操作ス
イッチまたは自動測距装置からの制御信号により駆動さ
れ、また、ズーミング機構3は、図示されない手動スイ
ッチによって制御される。
The focusing mechanism 2 is driven by a manual operation switch (not shown) or a control signal from an automatic distance measuring device, and the zooming mechanism 3 is controlled by a manual switch (not shown).

第1実施例は上記のように構成されているので、フォー
カシングレンズ群L1をフォーカシング機構2によって移
動して焦点調節を行うと、ズームレンズL1〜L4を通して
形成される物体像は、3色分解プリズムPにて赤
(R)、緑(G)及び青(B)の3色に分解されて、そ
れぞれ撮像板4R、4G、4Bの撮像面上に結像される。ま
た、そのときの像倍率は、ズーミング機構3によって駆
動される変倍レンズ群L2と補正レンズ群L3との相対位置
によって定められる。その際、フォーカシングレンズ群
L1の位置すなわちフォーカシング機構2の基準位置から
の変位量はフォーカス位置検出装置11によって直ちに検
出され、その検出信号は演算回路13に送られる。また、
変倍系(L2、L3からなるズーミングレンズ群)の移動に
よる変倍位置すなわちズーミング機構3の基準位置から
の変位量は、ズーム位置検出装置12よって検出され、演
算回路13に送られる。
Since the first embodiment is configured as described above, when the focusing lens unit L 1 is moved by the focusing mechanism 2 to perform focus adjustment, the object image formed through the zoom lenses L 1 to L 4 is 3 The color separation prism P separates the three colors of red (R), green (G), and blue (B) and forms images on the image pickup surfaces of the image pickup plates 4 R , 4 G , and 4 B , respectively. Further, the image magnification at that time is determined by the relative position between the variable power lens group L 2 and the correction lens group L 3 driven by the zooming mechanism 3. At that time, focusing lens group
The position of L 1 , that is, the amount of displacement of the focusing mechanism 2 from the reference position is immediately detected by the focus position detection device 11, and the detection signal is sent to the arithmetic circuit 13. Also,
The zoom position detecting device 12 detects the zoom position due to the movement of the zoom system (zooming lens group consisting of L 2 and L 3 ), that is, the amount of displacement from the reference position of the zoom mechanism 3, and is sent to the arithmetic circuit 13.

演算回路13は、フォーカス位置検出装置11とズーム位置
検出装置12とから送られた双方の検出信号と、あらかじ
めインプットされた焦点距離(すなわちズーム位置)に
基づく色(R、G、B)毎の収差量(主として球面収差
と像面弯曲)と合焦距離(すなわちフォーカス位置)に
基づく色(R、G、B)毎の収差量(主として球面収差
と像面弯曲)とから、各色毎の撮像面の位置を算出し、
サーボ回路14を介してそれぞれサーボモータMR、MG、MB
を駆動制御する。
The arithmetic circuit 13 is for each color (R, G, B) based on both detection signals sent from the focus position detection device 11 and the zoom position detection device 12 and the focal length (that is, zoom position) input in advance. Imaging for each color from the amount of aberration (mainly spherical aberration and curvature of field) and the amount of aberration (mainly spherical aberration and curvature of field) for each color (R, G, B) based on the focusing distance (that is, focus position) Calculate the position of the surface,
Servo motors M R , M G , M B via the servo circuit 14 respectively
Drive control.

サーボモータMR、MG、MBの駆動により、円筒状カム9
(第2図参照)が回転すると、圧縮コイルばね8の付勢
力により、その円筒状カム9に接する撮像板枠5R、5G
5Bは、案内支柱7に沿って摺動し、撮像板枠5R、5G、5B
にそれぞれ保持された撮像板4R、4G、4Bの位置が微動調
整される。それぞれの撮像板4R、4G、4Bの位置すなわち
サーボモータMR、MG、MBの回転量は位置検出器15R、1
5G、15Bによってそれぞれ検出され、その検出信号はサ
ーボ回路14に送られる。これにより、モータMR、MG、MB
のサーボ制御が行われ、各撮像板4R、4G、4Bは演算回路
13によって演算された値に基づく最適位置に移動固定さ
れる。従って色収差が大きくても、またフォーカシング
やズーミングによって色収差の変動が大きくても各撮像
板4R、4G、4Bには明瞭な像が形成され、これ等を重ね合
せたテレビ画面では、色のニジミの無い、しかも像面弯
曲に対してもよく補正された明瞭な像が得られる。なお
カム9をハート形カムのような直線カムに形成すれば、
各撮像板の位置の初期設定(トラッキング)も容易とな
る。
The cylindrical cam 9 is driven by driving the servo motors M R , M G , and M B.
When (see FIG. 2) rotates, the image pickup plate frames 5 R , 5 G , which come into contact with the cylindrical cam 9 by the urging force of the compression coil spring 8,
5 B slides along the guide column 7, and the imaging plate frame 5 R , 5 G , 5 B
The positions of the image pickup plates 4 R , 4 G , and 4 B , which are respectively held by, are finely adjusted. The positions of the image pickup plates 4 R , 4 G , and 4 B , that is, the rotation amounts of the servo motors M R , M G , and M B are the position detectors 15 R and 1 B , respectively.
The signals are detected by 5 G and 15 B , respectively, and the detection signals are sent to the servo circuit 14. As a result, the motors M R , M G , M B
Servo control is performed, and each imaging plate 4 R , 4 G , 4 B is an arithmetic circuit.
It is moved and fixed at the optimum position based on the value calculated by 13. Therefore, even if the chromatic aberration is large, or if the variation of the chromatic aberration is large due to focusing or zooming, a clear image is formed on each of the image pickup plates 4 R , 4 G , and 4 B. There is no bleeding, and a clear image can be obtained, which is well corrected for field curvature. If the cam 9 is formed as a straight cam like a heart-shaped cam,
The initial setting (tracking) of the position of each image pickup plate also becomes easy.

上記の第1実施例は、ズーミングの際ばかりで無く、フ
ォーカシングの際にも色収差の変動が大きい場合の補正
方法の例であるが、フォーカシングの際の色収差の変動
が無視できる程少いズームレンズの場合には、撮像板を
駆動する為のサーボモータを1個で共用することが可能
である。
The first embodiment described above is an example of the correction method when the variation of chromatic aberration is large not only during zooming but also during focusing. However, the variation of the chromatic aberration during focusing is so small that it can be ignored. In the case of 1, it is possible to share one servo motor for driving the image pickup plate.

第3図は、1個の駆動モータで3個の撮像素子を移動さ
せて、ズームレンズの収差変動に対してその撮像板の位
置を補正する本発明の第2実施例を示す合焦補正装置の
概略構成図で、第4図は、駆動モータを含む撮像素子移
動装置の斜視図である。第1図、及び第2図と同じ機能
を有する部分には、それと同一の符号を付し、その詳し
い構成については説明を省略する。
FIG. 3 is a focus correction apparatus showing a second embodiment of the present invention in which three image pickup devices are moved by one drive motor and the position of the image pickup plate is corrected with respect to the aberration variation of the zoom lens. FIG. 4 is a perspective view of an image pickup element moving device including a drive motor. Parts having the same functions as those in FIG. 1 and FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第3図において、3個の撮像板4R、4G、4Bをそれぞれ保
持する撮像板枠5R、5G、5Bは、1個のサーボモータMC
て駆動される撮像板移動機構26によってそれぞれ光軸方
向に移動される。その撮像板移動機構26は、第4図に示
す如く、3個の撮像板4G、4R、4Bを保持する撮像板枠
5G、5R、5Bと、プリズムハウジングHに植設された案内
支柱7及び撮像板枠5G、5R、5Bを付勢する圧縮コイルば
ね8の外に、撮像板枠5Gが移動させるための第1円筒カ
ム29G、撮像板枠5Rを移動させるための第2円筒カム2
9R、撮像板枠5Bを移動させる為の第3円筒カム29B、及
び共通のサーボモータMCによって回転される第1円筒カ
ム29Gに第2円筒カム29Rと第3円筒カムとを連動させる
ためのプーリー30G、30R、30Bとベルト31a、31bとから
構成されている。撮像板枠5Gの移動量に対する他の撮像
板枠5Rと5Bの移動量が緑(G)に対する赤(R)と青
(B)の色収差の変動量にほぼ一致するように、プーリ
ー30G、30R、30Bの直径及び円筒カム29G、29R、29Bのカ
ムリフト量はそれぞれ異なる値に設定されている。この
場合、フォーカシングによる緑(G)とに対する赤
(R)及び青(B)の変動が極めて少ないようにレンズ
が構成され、殆んど無視できるので、ズーミングによる
色収差の変動のみが考慮され、フォーカシングについて
は、緑色光に対する球面収差や像面弯曲等の変動のみ
が、ズーミングによって生じる収差の変動に加算され、
演算回路13で演算される。
In FIG. 3, the image pickup plate frames 5 R , 5 G , and 5 B , which respectively hold the three image pickup plates 4 R , 4 G , and 4 B , move the image pickup plates driven by one servo motor M C. Each of them is moved in the optical axis direction by the mechanism 26. The image pickup plate moving mechanism 26 is, as shown in FIG. 4, an image pickup plate frame that holds three image pickup plates 4 G , 4 R , and 4 B.
In addition to 5 G , 5 R and 5 B , the guide column 7 and the imaging plate frame 5 G , 5 R and 5 B which are planted in the prism housing H, the imaging plate frame 5 G The first cylindrical cam 29 G for moving the second imaging cam frame 5 R and the second cylindrical cam 2 for moving the imaging plate frame 5 R
9 R, and a third cylindrical cam 29 B, and a common second cylindrical cam 29 R and a third cylindrical cam in a first cylindrical cam 29 G, which is rotated by a servo motor M C for moving the image plate frame 5 B It is composed of pulleys 30 G , 30 R and 30 B and belts 31 a and 31 b for interlocking with each other. As the amount of movement of the other imaging plate frame 5 R and 5 B with respect to the movement amount of the imaging plate frame 5 G is substantially equal to the amount of fluctuation of chromatic aberration of the red (R) and blue (B) for the green (G), and the pulley The diameters of 30 G , 30 R and 30 B and the cam lifts of the cylindrical cams 29 G , 29 R and 29 B are set to different values. In this case, the lens is constructed so that the fluctuations of red (R) and blue (B) with respect to green (G) due to focusing are extremely small and can be almost ignored. Therefore, only the fluctuation of chromatic aberration due to zooming is considered, and focusing is performed. For, only changes such as spherical aberration and curvature of field for green light are added to the changes in aberration caused by zooming,
It is calculated in the calculation circuit 13.

フォーカス位置検出装置11及びズーム位置検出装置12か
ら送られた電気信号は、演算回路23において赤(R)、
緑(G)及び青(B)のうちの一色(第4図の実施例で
は緑色)について演算処理が行われ、その色に対する撮
像板4Gの最適位置が算出される。さらに、その算出結果
に基づく信号がサーボ回路24に送られる。サーボ回路24
は、送られた信号によりサーボモータMCを駆動させると
同時に、サーボモータMCの回転位置をポテンショメータ
ーを含む位置検出器25を用いて検出し、その検出信号を
サーボ回路24に帰還させてサーボ制御を行う。また、サ
ーボモータMCの出力は、第1円筒カム29G及び伝導機構3
0G、30R、30B、31a、31bを介して第2円筒カム29R、第
3円筒カム29Bに伝達され、それによって、緑(G)、
赤(R)、青(B)各々の移動比に変換され、それぞれ
撮像板4G、4R、4Bは、その撮像面がズームレンズの結像
面と一致するように移動される。
The electric signals sent from the focus position detection device 11 and the zoom position detection device 12 are red (R) in the arithmetic circuit 23,
A calculation process is performed for one color (green in the embodiment of FIG. 4) of green (G) and blue (B), and the optimum position of the image pickup plate 4 G for that color is calculated. Further, a signal based on the calculation result is sent to the servo circuit 24. Servo circuit 24
Drives the servo motor M C by the sent signal and at the same time detects the rotational position of the servo motor M C by using the position detector 25 including a potentiometer, and feeds back the detection signal to the servo circuit 24 for servo control. Take control. The output of the servomotor M C is the output of the first cylindrical cam 29 G and the transmission mechanism 3
It is transmitted to the second cylindrical cam 29 R and the third cylindrical cam 29 B via 0 G , 30 R , 30 B , 31 a and 31 b , whereby green (G),
The red (R) and blue (B) movement ratios are converted, and the image pickup plates 4 G , 4 R , and 4 B are moved so that their image pickup surfaces coincide with the image forming surfaces of the zoom lens.

なお、第4図においては、カム29G、29R、29Bを互いに
連動させるためのプーリー30G、30R、30Bとベルト31a
31bとを用いたが、キヤー連動でも差し支えない。ま
た、第1図の第1実施例において、ズーミングとフォー
カシングで、色による収差変動の割合いがほぼ等しい場
合には、カム9を各色による収差変動量に対応するカム
リフトを有するものを使用することにより、第2実施例
と同様に演算回路13では一色についての収差変動による
ピント位置のズレ量のみを算出し、サーボ回路14は各サ
ーボモータMR、MG、MBを、その演算回路13の算出値に応
じてサーボ制御するようにしてもよい。
In the Figure 4, the pulley 30 G for interlocking with each other the cam 29 G, 29 R, 29 B , 30 R, 30 B and the belt 31 a,
I used 31 b and, but it can be interlocked. Further, in the first embodiment shown in FIG. 1, when the ratio of aberration variation due to color is substantially equal in zooming and focusing, the cam 9 having a cam lift corresponding to the amount of aberration variation due to each color should be used. , the second embodiment and is calculated only deviation amount of the focal position due to the aberration fluctuation of color in the calculating circuit 13 in the same manner, the servo circuit 14 servo motors M R, M G, and M B, the calculation circuit 13 The servo control may be performed according to the calculated value of.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の如く本発明によれば、ズーミングとフォーカシン
グによって生じる収差変動に基づく各色によるピント位
置のずれを撮像素子の撮像面を移動させることにより補
正するように構成したから、常に撮像面をズームレンズ
の各色による結像面に一致させることができる。その
為、ズーミングとフォーカシングによって生じる収差の
画像に与える悪影響を軽減することができ、色のニジミ
が無く、常に極めて鮮明な画像を得ることが可能とな
る。
As described above, according to the present invention, the shift of the focus position due to each color due to the aberration variation caused by zooming and focusing is configured to be corrected by moving the image pickup surface of the image pickup element. It is possible to match the image plane for each color. Therefore, it is possible to reduce the adverse effect of aberrations caused by zooming and focusing on the image, and it is possible to obtain an extremely clear image without color blurring.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第1実施例を示す構成図、第2図は第
1図の実施例に使用される撮像素子移動装置の斜視図、
第3図は本発明の第2実施例を示す構成図、第4図は第
3図の実施例に使用される撮像素子移動装置の斜視図、
第5図はズームレンズの各焦点距離における収差を示す
変動曲線図である。 (主要部分の符号の説明) 1……ズームレンズ鏡筒 2……フォーカシング機構 3……ズーミング機構 4R、4G、4B……撮像板(撮像素子) 6、26……撮像板移動機構(撮像素子位置補正手段) 14、24……サーボ回路(撮像素子位置補正手段) MR、MG、MB、MC……サーボモータ(撮像素子位置補正手
段) 11……フォーカス位置検出装置(フォーカス位置検出手
段) 12……ズーム位置検出装置(ズーム位置検出手段) 13、23……演算回路 L1……フォーカシングレンズ群(フォーカシング光学
系) L2……変倍レンズ群(ズーム光学系) L3……補正レンズ群(ズーム光学系) L4……結像レンズ群 P……3色分解プリズム(3色分解光学系) H……プリズムハウジング
1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an image pickup device moving apparatus used in the embodiment of FIG. 1,
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a perspective view of an image pickup element moving device used in the embodiment of FIG.
FIG. 5 is a variation curve diagram showing the aberration at each focal length of the zoom lens. (Explanation of symbols of main parts) 1 ... Zoom lens barrel 2 ... Focusing mechanism 3 ... Zooming mechanism 4 R , 4 G , 4 B ... Imaging plate (imaging device) 6, 26 ... Imaging plate moving mechanism (image sensor position correcting means) 14, 24 ...... servo circuit (image sensor position correcting means) M R, M G, M B, M C ...... servomotor (image sensor position correcting means) 11 ...... focus position detection device (Focus position detection means) 12 ...... Zoom position detection device (zoom position detection means) 13, 23 ...... Calculation circuit L 1 ...... Focusing lens group (focusing optical system) L 2 ...... Variable lens group (zoom optical system) ) L 3 ...... correction lens unit (zooming optical system) L 4 ...... imaging lens group P ...... 3-color separation prism (3-color separating optical system) H ...... prism housing

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ズームレンズと該ズームレンズによって形
成される像を3色分解光学系を介して撮像する3個の撮
像素子とを有するカラーテレビカメラにおいて、前記ズ
ームレンズの合焦の際に変位するフォーカシングレンズ
群の位置を検出するフォーカス位置検出手段と、ズーミ
ングの際に変位するズーミングレンズ群の位置を検出す
るズーム位置検出手段と、前記フォーカス位置検出手段
とズーム位置検出手段の双方の出力と予め記憶された情
報とに基づいて前記合焦とズーミングによる収差変動に
基づくピント位置のずれ量を前記3色分解光学系にて分
解される色のうち少なくとも一色について演算する演算
回路と、前記演算回路の演算結果に基づいて前記3個の
撮像素子の位置をそれぞれ光軸方向に移動させることに
よって補正する撮像素子位置補正手段とを含むことを特
徴とするカラーテレビカメラの合焦補正装置。
1. A color television camera having a zoom lens and three image pickup devices for picking up an image formed by the zoom lens via a three-color separation optical system, wherein the zoom lens is displaced during focusing. Focus position detecting means for detecting the position of the focusing lens group, zoom position detecting means for detecting the position of the zooming lens group which is displaced during zooming, and outputs of both the focus position detecting means and the zoom position detecting means. An arithmetic circuit for calculating a shift amount of a focus position based on variation of aberration due to focusing and zooming for at least one color separated by the three-color separation optical system based on previously stored information; Image capturing is performed by correcting the positions of the three image pickup devices in the optical axis direction based on the calculation result of the circuit. Focusing correction for a color television camera, characterized in that it comprises an element position correcting means.
【請求項2】前記撮像素子位置補正手段は、前記3個の
撮像素子(4R、4G、4B)をそれぞれ光軸方向に移動させ
るカム機構(9)と、該カム機構を駆動するサーボモー
タ(MR、MG、MB)と、前記演算回路(13)の演算結果に
基づいて前記サーボモータ(MR、MG、MB)をそれぞれ制
御するサーボ回路(14)とを含むことを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のカラーテレビカメラの合焦補正
装置。
2. The image pickup device position correcting means drives a cam mechanism (9) for moving the three image pickup devices (4 R , 4 G , 4 B ) in the optical axis direction, and the cam mechanism. A servo motor (M R , M G , M B ) and a servo circuit (14) for controlling each of the servo motors (M R , M G , M B ) based on the calculation result of the calculation circuit (13). The focus correction device for a color television camera according to claim 1, wherein the focus correction device is included.
【請求項3】前記撮像素子位置補正手段は、前記3個の
撮像素子(4R、4G、4B)をそれぞれを予め定められた色
収差変動量に応じた比率をもってそれぞれ変位させる3
個のカム(29R、29G、29B)を含む撮像素子移動機構(2
6)と、前記3個のカム(29R、29G、29B)を駆動する1
個のサーボモータ(MC)と、前記演算回路(23)の演算
結果に基づいて前記サーボモータ(MC)を制御するサー
ボ回路(24)とを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のカラーテレビカメラの合焦補正装置。
3. The image pickup device position correcting means displaces each of the three image pickup devices (4 R , 4 G , 4 B ) at a ratio according to a predetermined chromatic aberration variation amount.
Image sensor moving mechanism (2 cams, 29 R , 29 G , 29 B )
6) and driving the three cams (29 R , 29 G , 29 B ) 1
A number of the servomotor (M C), the scope of the claims, characterized in that it comprises a servo circuit (24) for the controlling of the servomotor (M C) according to the result of the arithmetic circuit (23) A focus correction device for a color television camera according to item 1.
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