JP2011197535A - レンズ調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便に取り扱うことのできるレンズ調整装置を提供することを目的とする。
【解決手段】バリフォーカルレンズ２０１を有するカメラ２のズームと、フォーカと、の調整を行なうレンズ調整装置１であって、カメラ２に備えられているボードツーボード型コネクタ２１２に接続する、ボードツーボート型コネクタ１２６を有し、バリフォーカルレンズ２０１の上から、バリフォーカルレンズ２０１に装着することを特徴とする。さらに、バリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１を左右から挟みこむ２本のアーム１５１を有しており、バリフォーカルレンズ２０１の天面３１１、左面３１２、右面３１３の３点に、レンズ自動調整装置１が接触することにより、カメラ２に固定されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、バリフォーカルレンズ（Varifocal Lense）のフォーカス、ズーム調整を行なうレンズ調整装置に関する。

世の中の防犯のニーズに伴い、屋内および屋外を問わず、監視カメラがあらゆる場所に設置されている。最近は、１００万画素（以下メガピクセルと称す）超の撮像素子を備えるネットワークカメラの需要も高まりを見せている。

このような監視カメラ（以下、適宜カメラと称す）においては、ズームおよびフォーカスを手動で設定するバリフォーカルレンズを採用しているものが多い。バリフォーカルレンズは、手動によってズームおよびフォーカスを設定しなければならないが、ユーザの好みの画角で撮影でき、オートフォーカスレンズより安価であることが、監視カメラに採用される理由と考えられる。ただし、あくまでレンズのズーム、フォーカス調整は手動であるため、設置後しばらく経過して、カメラの画角を変えたい場合は、脚立などを使っての監視カメラが設置されている高所での調整作業が伴う。また、バリフォーカルレンズは、手動でズームレンズを望遠側、あるいは広角側に変化させて画角を決定するが、フォーカスレンズは、その間固定で、ズームレンズの動きに追従しないため、ピントがずれてぼけた映像になってしまうことは周知である。これらカメラ設置時におけるズームとフォーカスの位置の合わせこみには、従来、主に２つの方法が行なわれている。

１つめの方法は、設置作業者が、携帯型の小型液晶モニタを現場に持ち込み、脚立などに上がって、カメラからアナログのビデオ信号を取り出し、それを小型液晶モニタにつないで、その画面を見ながら、カメラの傾きの修正やズームとフォーカスを合わせこむ方法である。
２つめの方法は、小型液晶モニタを使わず、１人が脚立に上がってカメラを調整して、１人がレコーダにつながったモニタの画面を見ながら、携帯電話で脚立上の作業者に指示して、カメラの傾きの修正やズームとフォーカスを合わせこむ方法である。

しかし、１つめの携帯型の小型液晶モニタを使ってのフォーカス調整では、メガピクセルレベルのカメラを扱う場合には精度が欠けてしまう。また、２つめの携帯電話を使ってのフォーカス調整では、ビルの地下で携帯電話の電波が届かない場合や、また施設によっては携帯電話が使えないこともある。また、口頭で説明してもうまく相手に伝わらず合わせこみができないことがある。

これらの問題に対して、バリフォーカルレンズの自動調整に関する技術がいくつか開示されている。
例えば、特許文献１に記載のモータライズドバリフォーカル交換レンズおよび該交換レンズを備えたシステムは、ギヤ、ステッピングモータ（以下モータと称す）、駆動部、および、これらを制御する制御部からなる、カメラ本体とは完全に別個のレンズ調整装置を、バリフォーカルレンズに合体・固定させて、レンズを自動で調整するものである。調整装置は、複数のギヤとモータを備えており、フォーカスレンズを光軸方向に移動させるための回動部であるフォーカスリングと、ズームレンズを光軸方向に移動させるための回動部であるズームリングとにそれぞれ刻まれているギヤを利用して、バリフォーカルレンズのズーム位置を任意で変化させると、これに追従して、フォーカスが自動で調整されるものである。

また、特許文献２に記載の焦点自動補正機構を有するバリフォーカルレンズ、焦点自動補正方法、およびプロジェクタは、特許文献１と同様にフォーカスリングとズームリングに刻まれたギヤを利用するレンズ調整装置であるが、特徴は、ズームリングを回動させるためのモータと、フォーカスリングを回動させるためのモータに、それぞれ角度センサを備えている点である。制御部は、ズームリングの回動角度に対する、フォーカスリングの最適位置を予めメモリ上に記憶しており、ズームリングを手動で動かすと、角度センサが示す角度に応じて、フォーカスリングを決められた最適位置までモータが自動で回動して、フォーカスを合わせる仕組みである。

そして、特許文献３に記載のレンズ駆動システムは、カメラから供給される動作電源を用いて、両角および焦点の遠隔操作による調整を可能とするものである。

特開２００１−２１７８５号公報 特開２００８−７６９５４号公報 特開２００８−１６４８２２号公報

特許文献１に記載の技術は、カメラとは別個のレンズ調整装置を、バリフォーカルレンズの筐体の下側に配置して、数本のネジで固定する構造となっている。
特許文献１に記載の技術によれば、自動調整により、カメラ設置時のレンズ調整作業は軽減されるものの、実際のカメラ運用の中では、ユーザが必要に応じて、ズーム動作を行なうケースは比較的少ないと考えられ、複数のギヤやモータを備える装置を、カメラに搭載しているだけで、カメラの価格は割高になり、数十台ものカメラを設置する場合になると、ユーザの金銭的な負担は大きいものになってしまう。もしズームをあまり使用しないと判断して、カメラから装置を外そうとしても、前記したようにネジでしっかり固定されているため、レンズ調整が終了した後に、１台１台ネジを外していくこととなり、手間がかかる。

また、特許文献２に記載の技術では、制御部が予めレンズの特性を記憶しているが、レンズや撮像素子は個々にばらつきを持っており、最適なフォーカス位置になるとは限らない。監視カメラに置き換えて言えば、メガピクセルレベルの高画素では、精度の高いフォーカス調整ができないおそれがある。

さらに、特許文献３に記載の技術によれば、取り付け方法が記載されておらず、ケーブルを介してカメラと設置されるため、ケーブル以外の取付手段（例えば、ネジなど）が必要となる。

このような背景に鑑みて本発明は、簡便に取り扱うことのできるレンズ調整装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、バリフォーカルレンズを有するカメラのズームと、フォーカスと、の調整を行なうレンズ調整装置であって、前記カメラに備えられているボードツーボード型コネクタに接続する、ボードツーボート型コネクタを有し、前記バリフォーカルレンズの上から、前記バリフォーカルレンズに装着することを特徴とする。

本発明によれば、簡便に取り扱うことのできるレンズ調整装置を提供することができる。

本実施形態に係るレンズ調整装置とカメラの機能ブロックを示す図である。 レンズ調整装置とカメラおよびバリフォーカルレンズの概略外観図である。 レンズ調整装置とバリフォーカルレンズの嵌合が解除されるときの概略正面図である。 レンズ調整装置とバリフォーカルレンズが嵌合しているときの概略正面図である。 本実施形態に係る第１段階の初期設定の処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係る第２段階の初期設定の処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態に係るトグル位置の一例を示す図である。 監視カメラの動き検知機能と連動したズーム動作を示す図である（その１）。 監視カメラの動き検知機能と連動したズーム動作を示す図である（その２）。 監視カメラの動き検知機能と連動したズーム動作を示す図である（その３）。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（構成）
図１は、本実施形態に係るレンズ調整装置とカメラの機能ブロックを示す図である。
レンズ調整装置１は、ズーム調整に関する機構として、カメラ２に搭載されるバリフォーカルレンズ２０１のズームリング２０２を回動するためのＺ（Zoom）ギヤ１０１（ギヤ１００）と、Ｚギヤ１０１を回動するためのＺギヤモータ１０２と、Ｚギヤモータ１０２を駆動するためのＺギヤモータ駆動回路１０３と、Ｚギヤ１０１とＺギヤモータ１０２を横方向にスライドさせて、Ｚギヤ１０１をズームリング２０２に嵌合させたり離したりするＺリンク１０４と、Ｚリンク１０４を回動するために横方向にスライドするＺラック１０５と、Ｚラック１０５を動かすためのＺリンクギヤ１０６と、Ｚリンクギヤ１０６を回動するためのＺリンクギヤモータ１０７と、Ｚリンクギヤモータ１０７を駆動するためのＺリンク駆動回路１０８とを有する。なお、図１において、実線矢印は信号の流れを示し、破線矢印は機構的力の流れを示す。

また、レンズ調整装置１は、フォーカス調整に関する機構として、カメラ２に搭載されるバリフォーカルレンズ２０１のフォーカスリング２０３を回動するためのＦ（Focus）ギヤ１１１（ギヤ１００）と、Ｆギヤ１１１を回動するためのＦギヤモータ１１２と、Ｆギヤモータ１１２を駆動するためのＦギヤモータ駆動回路１１３と、Ｆギヤ１１１とＦギヤモータ１１２を横方向にスライドさせてフォーカスリング２０３に、Ｆギヤ１１１を嵌合させたり離したりするＦリンク１１４と、Ｆリンク１１４を回動するために横方向にスライドするＦラック１１５と、Ｆラック１１５を動かすためのＦリンクギヤ１１６と、Ｆリンクギヤ１１６を回動するためのＦリンクギヤモータ１１７と、Ｆリンクギヤモータ１１７を駆動するためのＦリンク駆動回路１１８とを有する。

さらに、レンズ調整装置１は、レンズ調整装置１におけるすべての制御とカメラ２から受信した信号を処理するＣＰＵ（CentralProcessing Unit：制御装置）１２１と、レンズ調整装置１のギヤの位置情報や、ＣＰＵによって実行されることによりレンズ調整装置１の機能を具現化するプログラムなどを記憶するメモリ（記憶装置）１２２と、通電と初期設定の終了を示すＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する表示部１２３と、ズームの位置をトグルによって任意に設定できるトグルスイッチや、調整終了スイッチや、開始・終了スイッチなどを備える操作部１２４と、ズームリング２０２とフォーカスリング２０３の回動可能範囲を検知するための反射型フォトセンサを備えるセンサ部１２５と、カメラ２から信号の受信するためのボードツーボード型コネクタ１２６とを有する。

カメラ２は、バリフォーカルレンズ２０１と、バリフォーカルレンズ２０１を制御するカメラＣＰＵ２１１と、レンズ調整装置１へ信号を送信するためのボードツーボード型コネクタ２１２とを図示し、その他のレンズ調整装置１と直接関係しないブロックは割愛してある。

（固定方法）
図２は、レンズ調整装置とカメラおよびバリフォーカルレンズの概略外観図である。図２（ａ）はレンズ調整装置１の正面図であり、図２（ｂ）はレンズ調整装置１の側面図である。また、図２（ｃ）はバリフォーカルレンズ２０１の正面図であり、図２（ｄ）はバリフォーカルレンズ２０１の側面図である。なお、図２〜図４において図１で説明済みの構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
レンズ調整装置１を、バリフォーカルレンズ２０１の上から装着し、ボードツーボード型コネクタ１２６と、ボードツーボード型コネクタ２１２にて電気的な接続を行なう。ボードツーボード型コネクタ２１２は、電源とレンズ調整に必要な信号がピン配置されて、コボードツーボード型ネクタ１２６と接続できるように基板２３１上の決められた位置に搭載されている。ボードツーボード型コネクタ１２６、ボードツーボード型コネクタ２１２は、ボードツーボード型を採用することで、接続ケーブルがなくなり、さらにレンズ調整装置１とカメラ２の固定機能も兼ねることができる。

レンズ調整装置１は、バリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１を左右から挟みこむためのアーム１５１を２本備えている。左右のアーム１５１の距離は筐体２２１の直径と略同寸法である。筐体２２１は回動しない部分であり、アーム１５１と筐体２２１の天面３１１、左面３１２、右面３１３の３点とが接触して、レンズ調整装置１をバリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１に固定する。つまり、バリフォーカルレンズ２０１の上方向からレンズ調整装置１を装着し、アーム１５１と筐体２２１の天面３１１、左面３１２、右面３１３の３点との接触により、レンズ調整装置１とバリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１とを固定する。
このように簡単な構成により、レンズ調整装置１の確実な取付けと着脱が片手作業で行なえるようになる。
なお、制御ユニット１３１には、図１におけるＣＰＵ１２１、メモリ１２２、表示部１２３、操作部１２４、センサ部１２５などが格納されている。Ｆギヤ１１１はフォーカスリング２０３に嵌合し、フォーカスリング２０３を回動させることにより、バリフォーカルレンズ２０１のフォーカスを調整する。同様に、Ｚギヤ１０１はズームリング２０２に嵌合し、ズームリング２０２を回動させることにより、バリフォーカルレンズ２０１のズームを調整する。

このように、本実施形態におけるレンズ調整装置１の着脱作業を容易にする手段として、１つは、レンズ調整装置１とカメラ２の電気的接続をするコネクタに、ボードツーボード型コネクタ１２６，２１２を採用することで固定機能も兼ねさせることが挙げられる。もう１つの手段は、レンズ調整装置１に２本のアーム１５１を供え、バリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１を左右から挟み込み、バリフォーカルレンズ２０１の天面３１１と左面３１２、右面３１３の３点で接触させて固定することが挙げられる。

ところで、レンズ調整装置１が、図５および図６で後記する初期設定および自動調整を行なっている間は、ズームリング２０２とＺギヤ１０１、フォーカスリング２０３とＦギヤ１１１が嵌合している状態であり、調整終了後、この状態でバリフォーカルレンズ２０１の上方向にレンズ調整装置１を持ち上げると、嵌合されていたＦギヤ１１１や、Ｚギヤ１０１がフォーカスリング２０３およびズームリング２０２と干渉して、つまり、Ｆギヤ１１１や、Ｚギヤ１０１が調整済みのフォーカスリング２０３およびズームリング２０２を回動してしまい、最適なフォーカス位置およびズーム位置からずれてしまう。したがって、本実施形態では、調整終了後は、お互いのギヤの嵌合を解除してからレンズ調整装置１を外す機構を盛り込んだ。

（嵌合解除）
図３は、レンズ調整装置とバリフォーカルレンズの嵌合が解除されるときの概略正面図である。
この図は、バリフォーカルレンズ２０１が正面を向いていて、その上部にレンズ調整装置１が装着されている状態であるが、Ｆギヤ１１１や、Ｚギヤ１０１が、フォーカスリング２０３や、ズームリング２０２に嵌合していない状態を示している。この状態で、レンズ調整装置１を上に持ち上げれば、Ｆギヤ１１１や、Ｚギヤ１０１が、フォーカスリング２０３や、ズームリング２０２と干渉することなくバリフォーカルレンズ２０１からレンズ調整装置１を外すことができる。なお、図３および図４では、アーム１５１を省略している。
なお、フォーカスリング２０３と、ズームリング２０２は、図３および図４では図を見やすくするため、後方にあるズームリング２０２を大きく記載している。

嵌合が解除される状況を、図の左側に位置するフォーカス側から説明する。
例えば、操作部１２４（図１）の図示しない取外しボタンが押下されると、レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１（図１）は、Ｆリンク駆動回路１１８（図１）に嵌合解除の指示を出す。指示を受けたＦリンク駆動回路１１８は、Ｆリンクギヤモータ１１７に対して、左に回動する指示を出す。指示を受けたＦリンクギヤモータ１１７の左方向の回動に伴って、Ｆリンクギヤ１１６が左に回動すると、嵌合されているＦラック１１５の平歯ギヤにより、Ｆラック１１５が右方向にスライドして、Ｆリンク１１４が支軸１４２を中心にして右に回動する。これにより、Ｆギヤ１１１、Ｆギヤモータ１１２が左方向に移動して、フォーカスリング２０３からＦギヤ１１１が離れる。

一方、ズーム側（図面右側）は、バリフォーカルレンズ２０１を中心にして、反対側に配置しているため、前記したフォーカス側とは逆の回動となる。すなわち、操作部１２４（図１）の図示しない取外しボタンが押下されると、レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１（図１）は、Ｚリンク駆動回路１０８（図１）に嵌合解除の指示を出す。指示を受けたＺリンク駆動回路１０８は、Ｚリンクギヤモータ１０７に対して、右に回動する指示を出す。指示を受けたＺリンクギヤモータ１０７の右方向の回動に伴ってＺリンクギヤ１０６が右に回動すると、嵌合されているＺラック１０５の平歯ギヤにより、Ｚラック１０５が左方向にスライドして、Ｚリンク１０４が支軸１４１を中心にして左に回動する。これにより、Ｚギヤ１０１、Ｚギヤモータ１０２が右方向に移動して、ズームリング２０２からＺギヤ１０１が離れる。

このようにすれば、調整終了後にレンズ調整装置１を持ち上げた際に、嵌合されていたギヤが干渉して、最適なフォーカス位置からずれてしまうことはなくなる。

（嵌合）
図４は、レンズ調整装置とバリフォーカルレンズが嵌合しているときの概略正面図である。
図４は、バリフォーカルレンズ２０１が正面を向いていて、その上部にレンズ調整装置１が装着されている状態で、お互いのＦギヤ１１１およびＺギヤ１０１が、フォーカスリング２０３およびズームリング２０２に嵌合している状態を示している。嵌合される状況を、始めに図４の左側に位置するフォーカス側から説明する。
例えば、操作部１２４（図１）の図示しない装着ボタンが押下されると、レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１（図１）は、Ｆリンク駆動回路１１８（図１）に嵌合の指示を出す。指示を受けたＦリンク駆動回路１１８はＦリンクギヤモータ１１７に対して、右に回動させる指示を出す。指示を受けたＦリンクギヤモータ１１７の右方向の回動に伴ってＦリンクギヤ１１６が右に回動すると、嵌合されているＦラック１１５の平歯ギヤにより、Ｆラック１１５が左方向にスライドして、Ｆリンク１１４が支軸１４２を中心にして左に回動する。そして、Ｆギヤ１１１とＦギヤモータ１１２は右方向に移動して、フォーカスリング２０３とＦギヤ１１１が嵌合する。

一方、ズーム側（図４右側）は、バリフォーカルレンズ２０１を中心にして、反対側に配置しているため、前記したフォーカス側とは逆の回動となる。例えば、操作部１２４（図１）の図示しない装着ボタンが押下されると、レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１（図１）は、Ｚリンク駆動回路１０８（図１）に嵌合の指示を出す。指示を受けたＺリンク駆動回路１０８は、Ｚリンクギヤモータ１０７に対して、左に回動させる指示を出す。指示を受けたＺリンクギヤモータ１０７の左方向の回動に伴ってＺリンクギヤ１０６が左に回動すると、嵌合されているＺラック１０５の平歯ギヤにより、Ｚラック１０５が右方向にスライドし、Ｚリンク１０４が支軸１４１を中心にして右に回動する。そして、Ｚギヤ１０１とＺギヤモータ１０２は左方向に移動して、ズームリング２０２とＺギヤ１０１とが嵌合する。

なお、Ｆギヤ１１１とＺギヤ１０１の、フォーカスリング２０３とズームリング２０２に対する押圧力は、それぞれのリング径に合わせて、予めＦリンクギヤ１１６とＺリンクギヤ１０６の回動ステップ数を設定し、メモリ１２２（図１）に記憶しておくものとする。

次に、図１を参照しつつ、図５および図６に沿って、レンズ調整装置１の初期設定の説明を行なう。初期設定は２段階にわたって行なわれる。第１段階の初期設定を図５で説明し、第２段階の初期設定を図６で説明する。

（初期設定（第１段階））
図５は、本実施形態に係る第１段階の初期設定の処理の流れを示すフローチャートである。
第一段階の初期設定１では、バリフォーカルレンズ２０１のズームリング２０２、フォーカスリング２０３の回動可能範囲をレンズ調整装置１のＣＰＵ１２１が把握して、その値をメモリ１２２に記憶するのが目的である。
まず、設置作業者は、レンズ調整装置１を装着する前に、バリフォーカルレンズ２０１のズームリング２０２を、手動で広角（ＷＩＤＥ）端に回動し、フォーカスリング２０３を、手動で至近（ＮＥＡＲ）端に回動しておく（Ｓ１０１）。これをデフォルト設定とし、この状態のバリフォーカルレンズ２０１に、レンズ調整装置１を上方向から装着し、レンズ調整装置１のボードツーボード型コネクタ１２６とカメラ２のボードツーボード型コネクタ２１２とをボードツーボードにて接続する（Ｓ１０２）。

ボードツーボード型コネクタ１２６，２１２を介して、レンズ調整装置１に電源が供給されると、表示部１２３のＬＥＤが、例えば赤く点灯する。ＣＰＵ１２１の指示により、図４で説明した手順が実行されて、Ｆギヤ１１１、Ｚギヤ１０１がバリフォーカルレンズ２０１のフォーカスリング２０３のギヤ、ズームリング２０２のギヤにそれぞれ押圧されて、互いのギヤが嵌合される。
ここで、レンズ調整装置１は、回動可能範囲を検知するために反射型のフォトセンサを備えている。
ズームリング２０２、フォーカスリング２０３には、それぞれ回動可能範囲を知らせる反射用のテープなどが貼られており、リングが回動していき、やがてフォトセンサへの反射がなくなれば、ＣＰＵ１２１は、リングの回動が回動可能範囲の限界に達したと判断して、モータを止めるようにしている。ここでは、反射型のフォトセンサとしたが、回動可能範囲の限界に達した時点で、モータトルクが大きくなり、電流が増えることで回動可能範囲の限界を検知してもよい。
次に、ＣＰＵ１２１は、ＷＩＤＥ端の時のＺギヤ１０１の位置と、ＮＥＡＲ端の時のＦギヤ１１１の位置を、デフォルト位置としてメモリ１２２に記憶させる（Ｓ１０３）。

そして、ＣＰＵ１２１は、ズームリング２０２、フォーカスリング２０３をデフォルト位置から初期回動させる方向を、Ｚギヤモータ駆動回路１０３とＦギヤモータ駆動回路１１３に指示する（Ｓ１０４）。
Ｚギヤモータ駆動回路１０３は、Ｚギヤモータ１０２に信号を送り、ズームリング２０２をＷＩＤＥ側から望遠（ＴＥＬＥ）側に変化させるため、Ｚギヤ１０１を１ステップずつ回動させる（Ｓ１０５）。
ＣＰＵ１２１は、常にフォトセンサを監視しており、フォトセンサの変化を検知したか否かを判定することより、ズームリング２０２の回動可能範囲の限界であるＴＥＬＥ端に達したか否かを判定する（Ｓ１０６）。
ステップＳ１０６の結果、ズームリング２０２の回動可能範囲限界に達していないと判定された場合（Ｓ１０６→Ｎｏ）、ＣＰＵ１２１はステップＳ１０５へ処理を戻す。

ステップＳ１０６の結果、ズームリング２０２の回動可能範囲限界に達していると判定された場合（Ｓ１０６→Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１２１は、Ｚギヤモータ駆動回路１０３にＺギヤモータ１０２を停止させる指示を送り、指示を受けたＺギヤモータ駆動回路１０３はＺギヤモータ１０２を停止させる。
ＣＰＵ１２１は、この時点におけるのＺギヤ１０１の位置すなわちＺギヤモータ１０２が回動したステップ数を、ズームリング２０２の回動可能範囲の最大値としてメモリ１２２に記憶し（Ｓ１０７）、ズームリング２０２をデフォルト位置に戻すようＺギヤモータ駆動回路１０３に指示を送り、指示を受けたＺギヤモータ駆動回路１０３はＺギヤモータ１０２を回動させて、ズーム位置をデフォルト位置まで戻す（Ｓ１０８）。

次に、Ｆギヤモータ駆動回路１１３が、Ｆギヤモータ１１２に信号を送り、フォーカスリング２０３を至近（ＮＥＡＲ）側から無限遠(ＦＡＲ)側に変化させるため、Ｆギヤ１１１をＦＡＲ側に１ステップずつ回動させる（Ｓ１０９）。
ＣＰＵ１２１は、常にフォトセンサを監視しており、フォトセンサの変化を検知したか否かを判定することにより、フォーカスリング２０３の回動可能範囲の限界であるＦＡＲ端に達したか否かを判定する（Ｓ１１０）。
ステップＳ１１０の結果、フォーカスリング２０３の回動可能範囲限界に達していないと判定された場合（Ｓ１１０→Ｎｏ）、ＣＰＵ１２１はステップＳ１０９へ処理を戻す。

ステップＳ１１０の結果、フォーカスリング２０３の回動可能範囲限界に達していると判定された場合（Ｓ１１０→Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１２１は、Ｆギヤモータ駆動回路１１３にＦギヤモータ１１２を停止させる指示を送り、指示を受けたＦギヤモータ駆動回路１１３はＦギヤモータ１１２を停止させる。
ＣＰＵ１２１は、この時点におけるＦギヤ１１１の位置すなわちＦギヤモータ１１２が回動したステップ数を、フォーカスリング２０３の回動可能範囲の最大値としてメモリ１２２に記憶させ（Ｓ１１１）、ズームリング２０２をデフォルト位置に戻すようＦギヤモータ駆動回路１１３に指示を送り、指示を受けたＦギヤモータ駆動回路１１３はＦギヤモータ１１２を回動させて、フォーカス位置をデフォルト位置まで戻す（Ｓ１１２）。

なお、図５の処理において、最初にフォーカス側の回動可能範囲限界を記憶した後、ズーム側の回動可能範囲限界を記憶させてもよい。

（初期設定（第２段階））
図６は、本実施形態に係る第２段階の初期設定の処理の流れを示すフローチャートである。
第２段階の初期設定は、図５の第１段階の初期設定後に行なわれ、トグルスイッチの設定を行なうのが目的である。
設置作業者は撮影したい方向にカメラ２を向ける。その際、小型液晶モニタを併用してもよい。
そして、ＣＰＵ１２１は、ズームリング２０２の位置をデフォルト値０％に設定し（Ｓ２０１）、この位置をズーム位置「Ｚ１」とし、フォーカス調整を開始する。
次に、ＣＰＵ１２１はＺギヤ１０１の値がズームリング２０２の回動可能範囲限界である１００％を超えている（以上である）か否かを判定する（Ｓ２０２）。ここで、回動可能範囲限界とは、図５の第１段階の初期設定によって検出されたズーム側の回動可能範囲限界である。
ステップＳ２０２の結果、Ｚギヤ１０１の値が１００％を超えている場合（Ｓ２０２→Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１２１は処理を終了する。

ステップＳ２０２の結果、Ｚギヤ１０１の値が１００を超えていない場合（Ｓ２０２→Ｎｏ）、ＣＰＵ１２１は、Ｆギヤモータ駆動回路１１３に信号を送り、さらにＦギヤモータ駆動回路１１３が、Ｆギヤモータ１１２に信号を送り、フォーカスリング２０３をＮＥＡＲ側からＦＡＲ側に変化させるため、Ｆギヤ１１１をＦＡＲ側に１ステップ回動させ、ＣＰＵ１２１が、カメラＣＰＵ２１１からジャストピント信号を取得して、ピントレベルを取得する（Ｓ２０３）。
ジャストピント信号は、カメラのデジタル信号処理部で、毎時映像信号を基に分析され、出力される信号である。ピントが合っている映像は、輪郭がはっきりして高周波成分が多く含まれ、ピントが合っていない映像は、高周波成分が少なくなる。このような高周波成分を度合いを基に、撮影している映像のピントの度合いを数値で示すピントレベルが、ジャストピント信号に含まれている。ズームリングを固定した状態でフォーカスリングを回動させると、ジャストピント信号のピントレベルは、高周波成分の積分値に応じて上下に変化する。なお、ジャストピント信号、ピントレベルは公知の技術である。
ステップＳ２０３の後、ＣＰＵ１２１は、現在のＦギヤ１１１の値とピントレベルの値を、ＦギヤＭＡＸ値、およびピントＭＡＸ値としてそれぞれメモリ１２２に記憶する（Ｓ２０４）。

次に、ＣＰＵ１２１はＦギヤ１１１の値が回動可能範囲の最大値１００％であるか否かを判定する(Ｓ２０５)。ここで、回動可能範囲限界とは、図５の第１段階の初期設定によって検出されたフォーカス側の回動可能範囲限界である。
ステップＳ２０５の結果、Ｆギヤ１１１の値が１００％に達していなければ（Ｓ２０５→Ｎｏ）、Ｆギヤ１１１をさらにＦＡＲ側に１ステップ回動し、ＣＰＵ１２１が、再びカメラＣＰＵ２１１からピントレベルを取得する（Ｓ２０６）。
そして、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０６で取得した現在のピントレベルがピントＭＡＸ値より大きいか否かを判定する(Ｓ２０７)。
ステップＳ２０７の結果、ピントＭＡＸ値より、現在のピントレベルの値が大きければ（Ｓ２０７→Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０４へ処理を戻し、この時点におけるＦギヤ１１１の値とピントレベルとを、ＦギヤＭＡＸ値、ピントＭＡＸ値としてメモリ１２２に記憶させ、ＦギヤＭＡＸ値とピントＭＡＸ値の更新を行なう。
ステップＳ２０７の結果、現在のピントレベルの値がピントＭＡＸ値以下であれば（Ｓ２０７→Ｎｏ）、ＣＰＵ１２１はステップＳ２０５へ処理を戻す。

ステップＳ２０５の結果、Ｆギヤ１１１の値が１００％である場合（Ｓ２０５）、ＣＰＵ１２１はこの時点におけるＦギヤＭＡＸ値と、現在のＺギヤ１０１の値とをトグルＴｎとしてメモリ１２２に記憶し、トグルＴｎを設定する（Ｓ２０８）。
初回であれば、現在のＦギヤＭＡＸ値Ｆ１を、現在のＺギヤ１０１の値Ｚ１と共にメモリ１２２に記憶する。そして、これをトグルスイッチのＴ１として設定する。
次に、ＣＰＵ１２１はＺギヤモータ１０２に信号を送り、信号を受けたＺギヤモータ駆動回路１０３は、Ｚギヤモータ１０２に信号を送り、ズームリング２０２をＷＩＤＥ側からＴＥＬＥ側に回動するため、Ｚギヤ１０１を１ステップずつ回動する。そして、Ｚギヤ１０１の値が、現在の位置から＋２０％になるまでＺギヤ１０１をＴＥＬＥ側に回動する（Ｓ２０９）。本実施形態では、トグル位置をＴ１（０％）〜Ｔ６（１００％）としているため、ステップＳ２０９の段階で＋２０％の回動となっているが、ステップＳ２０９で回動させる値は、トグル位置の設定による。

ステップＳ２０９の後、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０２へ処理を戻す。本実施形態のようにトグル位置をＴ１（０％）〜Ｔ６（１００％）に設定している場合であれば、Ｚギヤ１０１の値を２０％（Ｚ２）、４０％（Ｚ３）、６０％（Ｚ４）、８０％（Ｚ５）、１００％（Ｚ６)と変化させたときの、ピントＭＡＸ値を示したときのＦギヤ１１１の値をＦ２からＦ６としてメモリ１２２に記憶する。

このような処理により、トグルスイッチのＴ１〜Ｔ６がそれぞれ設定されて初期設定の第２段階が完了する。この時点で、ＣＰＵ１２１は、表示部１２３のＬＥＤを例えば赤色点灯から緑色点灯などに変更する。このようにすることで、設置作業者は、初期設定がすべて完了したことを視覚的に判断できる。ＬＥＤの表示に限らず、初期設定の完了は音などで通知してもよい。

（トグル位置例）
図７は、本実施形態に係るトグル位置の一例を示す図である。図７では、６つのトグル位置を設定した例を示している。
図７において、横軸はズームレンズの位置変化（ズーム位置）を示し、デフォルトのＷＩＤＥ端を０％（Ｚ１）、ＴＥＬＥ端を１００％（Ｚ６）としている。縦軸はズームレンズの位置に応じたフォーカスレンズの最適ピント位置（フォーカス位置）を示しており、ＮＥＡＲ端をＦ１、ＦＡＲ端をＦ６としている。
バリフォーカルレンズ２０１のズーム位置をＷＩＤＥ端からＴＥＬＥ端の間で、Ｚ１からＺ６まで均等に６分割して、それぞれの位置で、ジャストピントになるフォーカスリング２０３の位置Ｆ１からＦ６までを決定する。そして、ＺｎとＦｎ（ｎは１から６）とが対応する位置をトグル位置Ｔ１〜Ｔ６とする。

前記したように、レンズ調整装置１の操作部１２４にはトグルスイッチが設けられている。本実施形態では、トグルスイッチは６段階の切替えが可能である。前記したように、この６段階にＴ１〜Ｔ６を割り当てる。当然、６分割ではなく、それ以上でもよい。
設置作業者は、カメラ２のズーム位置をＷＩＤＥ寄りするか、ＴＥＬＥ寄りにするかを決めて、トグルスイッチを予めＴｎに設定しておくと、ズーム位置が自動で設定値まで変化して、それに応じてフォーカスが自動で最適値に瞬時に合わせることができる。これにより、設置作業者の作業は、ズーム位置およびフォーカス位置を手動で調節する必要がなくなり、カメラ２が斜めに取り付いていないか、小型液晶モニタで確認して、それを修正する作業のみとなり、作業内容を簡便にすることができる。

（その他の適用例）
バリフォーカルレンズ２０１は、レンズメーカ毎に形状が異なるのが一般的である。
本実施形態のレンズ調整装置１では、着脱時におけるギヤの干渉によるフォーカスのずれを防ぐため、Ｆギヤ１１１とＺギヤ１０１を自動でバリフォーカルレンズ２０１から離す機構にしている。これにより、Ｆリンクギヤ１１６とＺリンクギヤ１０６の回動をレンズに合わせて制御すれば、リングの直径が異なるバリフォーカルレンズ２０１にも本実施形態に係るレンズ調整装置１を取り付けることができる。また、Ｆギヤ１１１とＺギヤ１０１の位置をバリフォーカルレンズ２０１の光軸方向にスライドできる機構にすれば、適合するバリフォーカルレンズ２０１の種類は増える。
さらに、バリフォーカルレンズ２０１において可動しない筐体２２１を挟み込むアーム１５１の幅を、本実施形態では、バリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１の直径に合わせたが、アーム１５１を光軸と垂直の方向に、左右略同寸法に可動する機構にすれば、筐体２２１の直径が変わってもレンズ調整装置１を取り付けることができる。アーム１５１の幅を調整する作業に関しては、脚立上ではなく、安定している地上で実施できる。

本実施形態に係るレンズ調整装置１を使うことにより、設置作業者が手動で、任意に設定したズーム位置に対して、最適なフォーカス位置に自動調整するモードを設定することもできる。予め初期設定の第２段階が終わった時点で、設置作業者はズーム手動調整モードに切替スイッチなどで切り替えておく。設置作業者はカメラ２のビデオ出力端子に、小型液晶モニタを接続して、映像を確認して画角を決定する。バリフォーカルレンズ２０１の状態は、デフォルト値のＷＩＤＥ端であり、最大画角になっているものとする。設置作業者が手動でＴＥＬＥ側にズームリング２０２を回動させると、Ｚギヤ１０１も回動して、Ｚギヤ１０１の位置がＣＰＵ１２１に送られ、ＣＰＵ１２１は、Ｚギヤ１０１の位置を見て、Ｆギヤ１１１をピントＭＡＸ値まで回動させる。ピントＭＡＸ値への合わせこみは、図６と同じ手順で調整するか、メモリ１２２のＴ１〜Ｔ６の値を基に近似法を用いて調整してもよい。このようにすることで、設置作業者は画角のみを意識して、操作することが可能である。
設置調整が終わって、操作部１２４における終了ボタンなどが押下されると、レンズ調整装置１は、図３の手順に従ってＦギヤ１１１とＺギヤ１０１をフォーカスリング２０３、ズームリング２０２から自動で離すことにより、設置作業者はレンズ調整装置１を容易に外し、回収することができる。終了ボタンではなく、ビデオ端子から小型液晶モニタのジャックを抜いたことを、カメラＣＰＵ２１１から情報を取得して、調整終了としてもよい。

遠隔でズーム操作を行なう方法で、図示しないレコーダにピント調整モードを設けることで実現できる。予め初期設定の第２段階が終わった時点で、レンズ調整装置１を遠隔操作モードに切り替えておく。レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１は、設置作業者が視聴しているレンズ調整装置１以外のモニタ画面上にＴＥＬＥ、ＷＩＤＥの文字、あるいはボタンをオンスクリーンディスプレイ(以下ＯＳＤと称す)で表示させる。設置作業者は、モニタ画面上のＯＳＤに従い、マウスやレコーダ上の各キーで最適画角を設定する。レコーダからのズーム位置の情報をカメラＣＰＵ２１１が受け、カメラＣＰＵ２１１は、ボードツーボード型コネクタ２１２，１２６を介して、レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１にズーム位置情報を送る。ＣＰＵ１２１は、ズーム位置情報を受けて、Ｚギヤモータ駆動回路１０３に信号を送り、信号を受けたＺギヤモータ１０２はＺギヤ１０１を回動させて、ズームリング２０２を回動させる。同時にＣＰＵ１２１はＺギヤ１０１の回動位置に応じて演算を行ない、Ｆギヤモータ駆動回路１１３に信号を送り、Ｆギヤモータ１１２はＦギヤ１１１を回動させて、Ｆギヤ１１１をピントＭＡＸ値になるように回動させる。
設置作業者が何度かズーム位置を変更して、画角が確定すれば、レンズ調整も終了となる。
設置調整が終わって、終了ボタンなどが押下されると、レンズ調整装置１は、図３の手順に従ってＦギヤ１１１とＺギヤ１０１をフォーカスリング２０３、ズームリング２０２から自動で離すことにより、設置作業者はレンズ調整装置１を容易に外し、回収することができる。

監視カメラ２の通常の運用で、ユーザが不審者をズームすることがある場合や、動き検知機能に連動して、検知エリアをズームしたい場合などは、本実施形態に係るレンズ調整装置１をカメラ２に装着したままで運用すれば、防犯に対して有効となる。

このことを図８〜図１０を参照して説明する。
図８〜図１０は、監視カメラの動き検知機能と連動したズーム動作を示す図である。
動き検知機能が設定されているレコーダに接続されているモニタの画面４０１上に、人物４２１が現れて、動きが検知された状況を示す図である。
レンズ調整装置１のＣＰＵ１２１が、カメラＣＰＵ２１１から、図８の画面４０１のように検知エリアのＸ−Ｙ座標情報が取得できれば、図９の画面４０２の中心から検知エリアを包含するエリア４１１を選択して、その部分をズームできるように、Ｚギヤ１０１値の何％に相当するかをＣＰＵ１２１で演算する。演算結果に従って、Ｚギヤモータ駆動回路１０３はＺギヤ１０１を回動させ、それに連動して、Ｆギヤ１１１をピントＭＡＸ値になる位置に調整をすれば、エリア４１１は、図１０の画面４０３のようにズームでき、人物は拡大され、人相などを確認することも可能になる。

電子ズームで顔が拡大することでは可能であるが、倍率を上げると画像が劣化して、判別し難くなることがある。このように、光学ズームで拡大すれば、画像の劣化はない。

（まとめ）
本実施形態によれば、カメラ２側の準備は、レンズ調整に必要な信号である電源線とカメラＣＰＵ２１１からの制御信号線とジャストピント信号線を引き出して、ボードツーボード型コネクタ１２６，２１２にピン配置して、それを基板上の決められた位置に配置するだけでよい。つまり、ボードツーボート型コネクタ１２６，２１２がカメラ２とレンズ調整装置１の固定手段となっているため、ネジなどを用いずに簡便な装着が可能である。
また、２本のアーム１５１でバリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１を上から挟み込む形で、天面３１１、左面３１２、右面３１３の３点との接触により、レンズ調整装置１とバリフォーカルレンズ２０１の筐体２２１とを固定する。これにより、ネジなどを用いずに簡便な装着が可能である。

さらに、本実施形態によれば、ジャストピント信号のピントレベルが高くなるフォーカス位置までフォーカスリング２０３を回動することで、精度の高いフォーカス調整が実現できる。
本実施形態では調整時間を短縮する手段として、レンズ調整装置１上にトグルスイッチを設け、このトグルスイッチには、ズーム位置が、望遠端から広角端の間で何段階かに振り分けている。設置作業者は、ズーム位置を概ね望遠側に設定したいと考えた場合、トグルスイッチを望遠側に予め設定しておけば、レンズ調整装置１の初期設置が終了した後に、トグル位置を設定するだけで、設定したトグル位置までズームリング２０２が自動で回動され、それに応じてフォーカスが自動調整される。これにより、設置作業者は、カメラ２の取り付けが傾いているかなどを小型液晶モニタで確認するだけでよく、レンズの調整作業時間は、これまでより短縮できることで、設置作業者の負担を軽減でき、これまで負担の大きかったレンズ調整作業が自動でかつ高い精度で行なえる。

これにより、特に大規模な物件のカメラ２設置になればなるほど、作業軽減と時間短縮が顕著になる。また、カメラ２運用の中で、ズーム操作が不要なカメラ２からは簡単にレンズ調整装置１を外すことができるため、ユーザにとっては、余計なコストがかからないで済む。また設置作業者にとっても、レンズ調整装置１を作業終了後に回収できるので、レンズ調整装置１の常時携帯と使い回しができ、コストは初期費用のみとすることができる。

１ レンズ調整装置
２ カメラ
１００ ギヤ
１０１ Ｚギヤ
１０２ Ｚギヤモータ
１０３ Ｚギヤモータ駆動回路
１０４ Ｚリンク
１０５ Ｚラック
１０６ Ｚリンクギヤ
１０７ Ｚリンクギヤモータ
１０８ Ｚリンク駆動回路
１１１ Ｆギヤ
１１２ Ｆギヤ
１１３ Ｆギヤモータ駆動回路
１１４ Ｆリンク
１１５ Ｆラック
１１６ Ｆリンクギヤ
１１７ Ｆリンクギヤモータ
１１８ Ｆリンク駆動回路
１２１ ＣＰＵ（制御装置）
１２２ メモリ（記憶装置）
１２３ 表示部
１２４ 操作部
１２５ センサ部
１２６ ボードツーボード型コネクタ（レンズ調整装置側）
１３１ 制御ユニット
１５１ アーム
２０１ バリフォーカルレンズ
２０２ ズームリング
２０３ フォーカスリング
２１１ カメラＣＰＵ
２１２ ボードツーボード型コネクタ（カメラ側）
２２１ 筐体
３１１ 天面
３１２ 左面
３１３ 右面

Claims (5)

1. バリフォーカルレンズを有するカメラのズームと、フォーカスと、の調整を行なうレンズ調整装置であって、
   前記カメラに備えられているボードツーボード型コネクタに接続する、ボードツーボート型コネクタを有し、
   前記バリフォーカルレンズの上から、前記バリフォーカルレンズに装着する
   ことを特徴とするレンズ調整装置。
2. 前記バリフォーカルレンズの筐体を左右から挟みこむ２本のアームを有しており、
   前記バリフォーカルレンズの天面、左面および右面の３点に、前記レンズ自動調整装置が接触することにより、前記カメラに固定される
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ調整装置。
3. 前記バリフォーカルレンズのズームリングとフォーカスリングのそれぞれを回動するためのギヤを、さらに有しており、
   前記バリフォーカルレンズに対する着脱の際、前記ズームリングおよび前記フォーカスリングのそれぞれから前記ギヤを離す
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ調整装置。
4. 前記バリフォーカルレンズのズームリングとフォーカスリングのそれぞれを回動するためのギヤと、
   前記バリフォーカルレンズにおける所定のズーム位置において、前記ギヤのうち、フォーカスリングを回動させるフォーカスギヤを１ステップずつ回動させ、
   ピントレベルが最大値となるフォーカス位置と、前記ズーム位置と、を対の情報として記憶装置に記憶し、
   入力部を介して、ピント調整の指示が入力されると、
   前記記憶しているフォーカス位置およびズーム位置まで、それぞれの前記ギヤを回動させる制御装置とを、さらに有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ調整装置。
5. 前記フォーカス位置と、前記ズーム位置と、の対の情報は、複数記憶される
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ調整装置。

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