JP2017079357A - 撮像装置、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】レンズ交換可能な撮像装置において、撮影レンズに応じて撮影レンズの光軸方向を変更する駆動部の消耗度合を適切に判定する。
【解決手段】カメラ１０００には撮影レンズ２０００が接続され、撮影レンズは交換可能である。システム制御部１００３は駆動部によってカメラヘッドを駆動して撮影レンズの光軸方向を変更する。システム制御部は駆動部を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と撮影レンズの種別に応じて定められた消耗係数とに基づいて駆動部の消耗の度合を示す消耗度を算出し、消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、撮影レンズユニットを交換可能な撮像装置に関する。

一般に、ネットワーク又は専用線を介して、遠隔操作によって撮像装置（以下ネットワークカメラと呼ぶ）を制御して、当該ネットワークカメラで得られた映像を監視するネットワークカメラシステムが知られている。このようなネットワークカメラには、パン方向駆動（水平方向回転）およびチルト方向駆動（垂直方向回転）のためのパンチルト駆動部を備えてカメラヘッド部を回転駆動するモデルがある。さらには、電動ズームを行うことが可能なモデルもある。そして、これらモデルにおいては撮影方向および撮影画角を自在に変更することができる。

ネットワークカメラにおいて、撮影レンズユニットの交換が可能な一眼レフカメラのように、カメラヘッド部に備えられたレンズが交換可能であれば、利用シーンに応じた適切な画角、明るさ、および解像度などを備えるカメラヘッド部を用いることができる。

ところで、長期間の駆動によって、パンチルト駆動部に備えられたギヤおよびベルトが消耗すると、カメラヘッド部の停止位置精度および定速性などの駆動性能が低下する。そして、最悪の場合には、パンチルト動作が不能な状況に陥ってしまう。パンチルト駆動部を備え、カメラヘッド部に備えられたレンズが交換可能なネットワークカメラでは、カメラヘッド部に取り付けられたレンズに応じてカメラヘッド部全体の重量および長さなどが変化する。このため、カメラヘッド部を駆動するパンチルト駆動部に掛かる負荷が変化する。

この結果、利用シーンに応じてカメラヘッド部に取り付けるレンズを交換すると、レンズによってパンチルト駆動部の消耗度合が大きく変動する。

一方、レンズ駆動部の駆動量を累積駆動量として蓄積して、当該累積駆動量が定められた交換目安量を超えると警告を行うようにしたカメラが知られている（特許文献１参照）。さらに、カメラの駆動機構が寿命に達している旨をユーザーに知らせるため、駆動機構の駆動回数に係る情報を表示部に表示するとともに、駆動回数が所定回数に達したこと表示部に表示するようにしたカメラがある（特許文献２参照）。

特開２０１０−２９８６２８号公報 特開２０１２−７０２８１号公報

ところが、上述の特許文献１に記載のカメラでは、レンズの交換が可能であってレンズが取り付けられるパンチルト駆動部の消耗については考慮されていない。このため、引用文献１においてはパンチルト駆動部の消耗度合を精度よく判定することが困難である。

さらに、上述の特許文献２に記載のカメラでは、レンズの交換については考慮していない。そして、レンズの交換が可能なカメラにおいては、レンズによってパンチルト駆動部に掛かる負荷が異なり、駆動量又は駆動回数のみでパンチルト駆動部の消耗度合を精度よく判定することは困難である。

そこで、本発明の目的は、パンチルト駆動部を有するレンズ交換可能な撮像装置において、レンズに応じてパンチルト駆動部の消耗度合を適切に判定することのできる撮像装置、その制御方法、および制御ブログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、撮影レンズと、当該撮影レンズが接続されるレンズ接続機構を有する撮像装置本体とを備え、前記撮影レンズが交換可能な撮像装置であって、前記レンズ接続機構を駆動して前記撮影レンズの光軸方向を変更する駆動手段と、前記駆動手段を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と前記撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて前記駆動手段の消耗の度合を示す消耗度を算出する算出手段と、前記消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する報知手段と、を有することを特徴とする。

本発明による制御方法は、撮影レンズと、当該撮影レンズが接続されるレンズ接続機構を有する撮像装置本体とを有し、前記撮像装置本体には前記レンズ接続機構を駆動して前記撮影レンズの光軸方向を変更する駆動手段が備えられ、前記撮影レンズが交換可能な撮像装置の制御方法であって、前記駆動手段を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と前記撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて前記駆動手段の消耗の度合を示す消耗度を算出する算出ステップと、前記消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する報知ステップと、を有することを特徴とする。

本発明による制御プログラムは、撮影レンズと、当該撮影レンズが接続されるレンズ接続機構を有する撮像装置本体とを有し、前記撮像装置本体には前記レンズ接続機構を駆動して前記撮影レンズの光軸方向を変更する駆動手段が備えられ、前記撮影レンズが交換可能な撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記駆動手段を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と前記撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて前記駆動手段の消耗の度合を示す消耗度を算出する算出ステップと、前記消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する報知ステップと、を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、積算駆動量と撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて消耗度を算出するようにしたので、撮影レンズに応じて駆動手段の消耗度合を適切に判定することができる。

本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。 図１に示すネットワークカメラにおいてパンチルト動作を行うためのメカ機構を説明するための図であり、（ａ）は上面から見た図、（ｂ）は側面から見た図である。 図１に示すチルト駆動部に備えられた駆動機構を説明するための図である。 図１に示すネットワークカメラにおいてチルト方向が水平方向である場合のカメラヘッドおよびレンズの状態を示す図である。 図１に示すシステム制御部に記録された消耗係数テーブルの一例を示す図である。 図１に示すネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図１に示すネットワークカメラに接続されたクライアント装置で用いられるカメラ制御アプリケーションのグラフィックユーザーインタフェース（ＧＵＩ）の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラにおいてパンチルト動作を行うためのメカ機構を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラにおいてズーム位置に応じた消耗係数が記録されたテーブルを示す図である。 本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラで用いられるパンチルト動作を行うためのメカ機構を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラにおいてチルト方向が水平方向である場合のカメラヘッドおよびレンズの状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラで用いられるチルト位置に応じた消耗係数が記録されたテーブルを示す図である。 本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４の実施形態によるネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。

図示の撮像装置は、ネットワーク３０００に接続され、例えば、遠隔操作によって制御される。そして、撮像装置で得られた画像は、ネットワーク３０００を介してクライアント装置（情報処理装置）などに送られる。なお、クライアント装置はパーソナルコンピュータなどによって構成され、表示部およびユーザーによる操作を入力する入力部などを備える。以下の説明では、撮像装置をネットワークカメラと呼ぶ。

ネットワークカメラ（つまり、撮像装置本体）１０００は、レンズユニット（以下単にレンズと呼ぶ）２０００が接続されるレンズ接続部を有しており、レンズ接続部に接続されるレンズ２０００を交換可能である。そして、ネットワークカメラ１０００とレンズ２０００とは相互に通信可能である。なお、図示はしないが、レンズ２０００にはフォーカスレンズおよびズームレンズなどが備えられている。

ネットワークカメラ１０００は、撮像部１００１、画像処理部１００２、システム制御部１００３、パン駆動部１００４、チルト駆動部１００５、パンチルト制御部１００６、および通信部１００７を備えている。また、レンズ２０００は、レンズ駆動部２００１およびレンズ制御部２００２を備えている。

撮像部１００１には、ＣＭＯＳイメージセンサーなどの撮像素子が備えられており、レンズ２０００を介して撮像素子に被写体像（光学像）が結像する。そして、撮像素子は光学像に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。撮像部１００１はアナログ信号をＡ／Ｄ変換によってデジタル画像信号に変換して画像処理部１００２に送る。

画像処理部１００２は、撮像部１００１の出力であるデジタル画像信号に対して所定の現像処理および圧縮符号化処理を行って画像データを生成する。そして、システム制御部１００３は通信部１００７によって画像データをクライアント装置に配信する。一方、通信部１００７は、クライアント装置から送信されたカメラ制御コマンドを受信して、当該カメラ制御コマンドをシステム制御部１００３に送る。システム制御部１００３は、後述するようにカメラ制御コマンドに対するレスポンスを通信部１００７によってクライアント装置に送信する。

システム制御部１００３は、カメラ制御コマンドを解析して、解析結果に応じた処理を行う。例えば、解析結果に応じて、システム制御部１００３は画像処理部１００２に対して画質調整を指示する。また、システム制御部１００３レンズ制御部２００２に対してズーム又はフォーカス制御を指示する。さらに、システム制御部１００３はパンチルト制御部１００６に対してパンチルト動作を指示する。

レンズ制御部２００２は、システム制御部１００３の制御下でレンズ駆動部２００１を制御する。パンチルト制御部１００８は、システム制御部１００３の制御下でパン駆動部１００６およびチルト駆動部１００７を制御する。

レンズ駆動部２００１は、フォーカスレンズおよびズームレンズの駆動系（駆動源であるモータなど）を有している。なお、レンズ制御部２００２には不揮発性の記録部（図示せず）が備えられ、当該記録部にはレンズ種別を含むレンズに関する情報（レンズ情報）が予め記録されている。

パン駆動部１００４は、パン動作を行うためのメカ駆動系（駆動源であるモータなど）を有しており、チルト駆動部１００５は、チルト動作を行うためのメカ駆動系（駆動源であるモータなど）を有している。

システム制御部１００３は、レンズ制御部２００２からレンズ情報を取得するとともに、パンチルト制御部１００６からパン駆動部１００４およびチルト駆動部１００５の駆動量（パン駆動量およびチルト駆動量）を取得する。なお、システム制御部１００３には不揮発性の記録部（図示せず）が備えられ、当該記録部には、後述するレンズ種別に応じた消耗係数が記録されたテーブル（消耗係数テーブル）が記憶されている。

図２は、図１に示すネットワークカメラにおいてパンチルト動作を行うためのメカ機構を説明するための図である。そして、図２（ａ）は上面から見た図であり、図２（ｂ）は側面から見た図である。なお、当該メカ機構はレンズ２０００が接続されるレンズ接続機構である。

ネットワークカメラ１０００はボトムケース１１０１を有しており、ボトムケース１１０１上にはターンテーブル１１０２が配置されている。そして、ターンテーブル１１０２にはカメラヘッド支柱１１０３が取り付けられている。カメラヘッド支柱１１０３にはカメラヘッド１１０４が取り付けられている。カメラヘッド１１０４の端部にはレンズ接続部１１０５が備えられており、レンズ接続部１１０５にはレンズ２０００が接続される。

パン可動部はボトムケース１１０１とターンテーブル１１０２とによってパン可動部が構成される。ターンテーブル１１０２が図中水平方向に回転すると、当該回転に応じてカメラヘッド１１０４は水平方向に回転する。なお、図示の例では、パン可動部は左右方向（つまり、水平方向）に−１７５度から＋１７５度の角度まで回転することができる。

カメラヘッド支柱１１０３とカメラヘッド１１０４とによってチルト可動部が構成される。チルト可動部によってカメラヘッド１１０４は上下方向（垂直方向）に回転する。なお、図示の例では、チルト可動部は水平方向を０度として真上方向９０度まで回転することができる。

このように、ネットワークカメラ１０００は、カメラヘッド１１０４を水平方向および垂直方向に回転させてその撮影方向を変化させて、広範囲を撮影することができる。また、カメラヘッド１１０４に接続するレンズ２０００を交換すれば、撮影画角を変更することができる。

図３は、図１に示すチルト駆動部に備えられた駆動機構を説明するための図である。

チルト駆動部１００５はステッピングモータ１２０１、ピニオンギヤ１２０２、コグドベルト１２０３、およびメインギヤ１２０４を備えている。ステッピングモータ１２０１のモータシャフトにはピニオンギヤ１２０２が取り付けられており、ステッピングモータ１２０１の回転はピニオンギヤ１２０２およびコグドベルト１２０３を介して、メインギヤ１２０４に伝達される。そして、メインギヤ１２０４にはカメラヘッド１１０４が連結されており、メインギヤ１２０４の回転によってカメラヘッド１１０４はチルト方向に回転する。

上述のチルト駆動部１００５においては、ピニオンギヤ１２０２、コグドベルト１２０３、およびメインギヤ１２０４が長期間の駆動に起因して消耗する。そして、ギヤ歯面の摩耗および疲労による破損などの駆動機構の消耗によってカメラヘッドの１１０４の停止位置精度および定速性などの駆動性能が低下して、最悪の場合にはカメラヘッド１１０４を駆動することができなくなる状態に至る。なお、ここでは、チルト駆動部１００５に関して説明したが、パン駆動部１００４も同様の構成を含み、長期間の駆動に起因して消耗する。

図４は、図１に示すネットワークカメラにおいてチルト方向が水平方向である場合のカメラヘッドおよびレンズの状態を示す図である。

ここでは、カメラヘッド１１０４およびレンズ２０００を均一な円柱と見做して、パン回転の際の慣性モーメントを求める。

いま、カメラヘッド１１０４の半径をｒ１、レンズ２０００の半径をｒ２、カメラヘッド１１０４の長さをｌ１、レンズ２０００の長さｌ２とする。また、カメラヘッド１１０４の質量をｍ１、レンズ２０００の質量をｍ２、カメラヘッド１１０４の重心をＧ１、レンズ２０００の重心をＧ２とする。そして、パン回転の回転軸をＡとし、レンズ接続部１１０５からパン回転軸Ａまでの長さをｌａとする。

カメラヘッド１１０４の重心Ｇ１を通る回転軸に平行な軸に関する慣性モーメントＩ１は、次の式（１）で表すことができる。

また、レンズ２０００の重心Ｇ２を通る回転軸に平行な軸に関する慣性モーメントＩ２は、次の式（２）で表すことができる。

さらに、回転軸Ａからカメラヘッド１１０４の重心Ｇ１までの距離η１は、次の式（３）で表される。

そして、回転軸Ａからレンズ２０００の重心Ｇ２までの距離η２は、次の式（４）で表される。

式（１）〜式（４）によって、カメラヘッド１１０４およびレンズ２０００による慣性モーメントＩは、平行軸の定理を用いて、次の式（５）で表される。

式（５）に示すように、カメラヘッド１１０４およびレンズ２０００全体の慣性モーメントＩは、カメラヘッド１１０４によって定まる変動しない第１項とレンズ２０００によって変動する第２項との和で表される。

パン回転軸に掛かる負荷トルクＴは、パン回転の角加速度をω’［ｒａｄ／ｓｅｃ^２］とすると、次の式（６）で表される。

パン回転の角加速度ω’を一定とすると、負荷トルクＴは慣性モーメントＩに比例する。ここで、パン駆動部１００４の消耗度合をパン回転軸の負荷トルクと関連付ける。そして、基準となるレンズ（基準レンズ）がカメラヘッド１１０４に取り付けられた際のパン駆動部１００４の消耗度合を基準消耗度合として、基準消耗度合に消耗係数を乗算することによってレンズ毎の消耗度合を求める。

例えば、カメラヘッドの半径ｒ１を１、長さｌ１を１、質量ｍ１を１として、基準レンズＡの半径ｒ２を０．８、長さｌ２を１．３、質量ｍ２を１．２とする。そして、レンズ接続部１１０５からパン回転軸Ａまでの長さｌａを０．２する。この場合、基準レンズＡがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際のパン駆動部１００４に係る慣性モーメントＩＡは、次の式（７）で示すようになる。

また、基準レンズＡとは別のレンズＢの半径ｒ２を０．８、長さｌ２を１．５、質量ｍ２を２とすると、レンズＢがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際のパン駆動部１００４に係る慣性モーメントＩＢは、次の式（８）で示すようになる。

ここで、基準レンズＡがカメラヘッド１１０４に取り付けられた場合、パン駆動部１００４が所望の性能を満足できなくなる積算駆動量（積算値）が１０００００であるとする。そして、当該積算駆動量を消耗度の基準とする。つまり、基準レンズＡがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際に、パン駆動部１００４の積算駆動量が１０００００に到達した場合の消耗度を１０００００として、当該消耗度を限界消耗度とする。

他のレンズＢがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際、基準レンズＡの負荷トルクと他のレンズＢの負荷トルクとの相違に基づいて消耗係数を求める。そして、当該消耗係数に応じて他のレンズＢがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際の消耗度を求める。つまり、消耗係数を用いて、次の式（９）によって他のレンズＢに係る消耗度を求める。ここでは、パン駆動部１００４の積算駆動量と消耗係数との積を消耗度として、当該消耗度が限界消耗度に達するとパン駆動部１００４が寿命に達したと判定する。

消耗度＝積算駆動量×消耗係数 （９）
例えば、レンズＢがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際のパン駆動部１００４の消耗係数は、次の式（１０）で表される。

レンズＢ取り付け時の消耗係数＝レンズＢ取り付け時の慣性モーメント／基準レンズＡ取り付け時の慣性モーメント＝２．９２３／１．６５１≒１．７７０ （１０）
そして、レンズＢがカメラヘッド１１０４に取り付けられた際の駆動可能距離を逆算すると、次の式（１１）で表される。

レンズＢ取り付け時の駆動可能距離＝限界消耗度／レンズＢ取り付け時の消耗係数＝１００００／１．７７０≒５６４９７ （１１）
この場合には、パン駆動部１００４の積算駆動量が５６４９７度に達すると、限界消耗度１００００に到達したとして、パン駆動部１００４の寿命と判定する。

図５は、図１に示すシステム制御部１００３に記録された消耗係数テーブルの一例を示す図である。

図示の消耗係数テーブルには、レンズ毎に負荷トルクに基づいて得られた消耗係数が記録されている。ここでは、レンズ種別を特定するレンズＩＤ（レンズ識別子）毎に消耗係数が記録されている。

図６は、図１に示すネットワークカメラ１０００で行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理は、システム制御部１００３の制御下で行われる。

パン駆動が終了すると、システム制御部１００３は、レンズ制御部２００２からレンズ種別を特定するレンズＩＤを取得する（ステップＳ１００１）。そして、システム制御部１００３は、レンズＩＤに基づいて消耗係数テーブルを参照して当該レンズＩＤに対応する消耗係数を取得する（ステップＳ１００２）。

続いて、システム制御部１００３は、パンチルト制御部１００６からパン駆動量（積算駆動量）を取得する（ステップＳ１００３）。そして、システム制御部１００３は、消耗係数とパン駆動量とに基づいてパン消耗度を算出する（ステップＳ１００４）。前述のように、パン消耗度は、積算駆動量を示すパン駆動量と消耗係数との積で求められる。

システム制御部１００３は、上述のようにして求めたパン消耗度を内蔵する記憶部に記憶する。以後、システム制御部１００３は、パン駆動が行われる都度、上述のようにして算出したパン消耗度を今までに算出した消耗度に加算して消耗度を積算する。積算の結果得られた積算消耗度はシステム制御部１００３に備えられた記憶部に記憶される。

続いて、システム制御部１００３は積算消耗度であるパン消耗度が限界消耗度を超えたか否かを判定する（ステップＳ１００５）。積算消耗度が限界消耗度を超えると（ステップＳ１００５において、ＹＥＳ）、システム制御部１００３は通信部１００７によってクライアント装置に対してパン消耗警告（アラート通知）を送信する（ステップＳ１００６）。そして、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。なお、ネットワークカメラ１０００がアラート通知を行うクライアント装置は事前にアドレスなどを設定しておいてもよいし、複数のクライアントに対してアラート通知をブロードキャストするようにしてもよい。

一方、積算消耗度が限界消耗度を超えないと（ステップＳ１００５において、ＮＯ）、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。

このようにして、システム制御部１００３はパン駆動の都度、パン消耗度を算出して、パン消耗度を積算する。そして、積算消耗度が限界消耗度を超えた時点で、システム制御部１００３はユーザーに消耗警告を通知する。

図７は、図１に示すネットワークカメラに接続されたクライアント装置で用いられるカメラ制御アプリケーションのグラフィックユーザーインタフェース（ＧＵＩ）の一例を示す図である。

クライアント装置には表示装置が備えられており、当該表示装置は画像表示部３００１を有している。そして、画像表示部３００１にはネットワークカメラ１０００で得られた画像が表示される。さらに、表示装置は右方向移動ボタン３００２、左方向移動ボタン３００３、上方向移動ボタン３００４、下方向移動ボタン３００５、ズーム望遠ボタン３００６、ズーム広角ボタン３００７、およびメッセージボックス３００８を備えている。

クライアント装置で動作するカメラ制御アプリケーションは、ネットワークカメラ１０００から配信された映像（画像）を受信する。そして、カメラ制御アプリケーションは画像表示部３００１に当該映像を表示する。右方向移動ボタン３００２が押下されると、カメラ制御アプリケーションはネットワークカメラ１０００にパン右移動コマンドを送信する。同様に、左方向移動ボタン３００３、上方向移動ボタン３００４、又は下方向ボタン３００５が押下されると、カメラ制御アプリケーションはボタンの方向に応じたパンチルト移動コマンドをネットワークカメラ１０００に送信する。

ズーム望遠ボタン３００６又はズーム広角ボタン３００７が押下されると、カメラ制御アプリケーションはこれらボタンに対応したズーム制御コマンドをネットワークカメラ１０００に送信する。

このように、ボタンの操作によって、ユーザーはネットワークカメラ１０００の撮影範囲および撮影画角を制御することができる。

ネットワークカメラ１０００を長期間運用した結果、パン駆動量（積算駆動量）が所定の消耗度（限界消耗度）に達すると、図６で説明したように、ネットワークカメラ１０００からクライアント装置にパン消耗警告が送信される。クライアント装置においてパン消耗警告を受信すると、カメラ制御アプリケーションはメッセージボックス３００８にパン駆動部の消耗警告を表示する。これによって、ユーザーはパン駆動部の消耗を知ることができる。

なお、上述の説明では、パン駆動部の消耗について説明したが、チルト駆動部についても同様にして消耗度の判定が行われて、限界消耗度を超えると、チルト消耗警告がクライアント装置に送信される。

以上のように、本発明の第１の実施形態では、パン駆動部およびチルト駆動部を備えるレンズ交換式の撮像装置において、レンズ種別に応じた消耗係数を用いてパン駆動部およびチルト駆動部の積算消耗度を算出する。これによって、撮像装置に装着されるレンズに応じてパン駆動部およびチルト駆動部の消耗度合を適切に判定することができる。

なお、上述の第１の実施形態では、消耗係数テーブルがネットワークカメラに記録される例について説明したが、クライアント装置が消耗係数テーブルを記録して、クライアント装置において消耗度合を算出するようにしてもよい。

さらに、第１の実施形態では、レンズ種別ごとに予め算出された消耗係数が記録された消耗係数テーブルを参照して、消耗係数を求める例について説明したが、このような手法に限定されない。例えば、レンズ制御部からレンズの特徴を示す径、長さ、および質量（重さ）などの特徴情報を取得して当該特徴情報に応じて消耗係数を算出するようにしてもよい。このようにすれば、消耗係数テーブルに記録されないレンズ種別のレンズが取り付けられた場合においても消耗係数を算出することができる。

また、第１の実施形態では、消耗度合を慣性モーメントに基づいて求めるようにしたが、例えば、消耗度合に影響する慣性モーメント以外のパラメータを用いて消耗度合を求めるようにしてもよい。そして、消耗度を積算駆動量より求めるようにしたが、駆動回数に応じて消耗度を求めるようにしてもよい。

加えて、第１の実施形態では、消耗度が限界消耗度を超えると、クライアント装置にアラート通知を行うようにしたが、例えば、現在の消耗度をクライアント装置に常に通知するようにしてもよい。そして、クライアント装置から送信された消耗度取得要求コマンドを受信すると、ネットワークカメラは現在の消耗度を通知するようにしてもよい。また、消耗度合を示す消耗度の代わりに、パン駆動部などがこれから駆動できる量を示す残駆動量を用いるようにしてもよい。

［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラの一例について説明する。なお、第２の実施形態によるネットワークカメラの構成は図１に示すネットワークカメラと同様である。

図８は、本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラにおいてパンチルト動作を行うためのメカ機構を説明するための図である。なお、図８において、図２に示すメカ機構と同一の構成要素について同一の参照番号を付す。

図８に示す例では、画角が変更可能なズームレンズがズーム駆動された際の例が示されている。ズームレンズの駆動によってレンズ２０００は、例えば、広角端２０００Ａと望遠端２０００Ｂとの間で実線矢印で示す方向に移動する。

前述の第１の実施形態においては、レンズ種別に応じて変化する駆動負荷に基づいて消耗度を算出した。一方、ズームレンズを駆動した際には、同一種別のレンズであってもレンズの長さの変化に応じて、その重心位置が変化してパン駆動部１００４およびチルト駆動部１００５に係る負荷が変化する。

よって、ズームレンズの駆動を考慮して、つまり、ズーム位置に応じてパン駆動部１００４およびチルト駆動部１００５に係る負荷が変化する場合、レンズ種別のみではなくズーム位置も考慮して消耗度を算出する。この結果、ズーム位置も考慮して正確に消耗度を算出することができ、ユーザーに対する警告通知を向上させることができる。

図９は、本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラで用いられるズーム位置に応じた消耗係数が記録されたテーブルを示す図である。

ここでは、システム制御部１００３は、レンズ制御部２００２からレンズ２０００のズーム位置を示すズーム位置情報を取得とする。例えば、ズーム位置情報は、ズームレンズを駆動するステッピングモータのステップ数を示し、ズーム位置は”０”から”３００”ステップの間で変化する。そして、ズーム位置”０”以上”１００”ステップ未満を基準として、その消耗係数を１．００とする。また、ズーム位置”１００”以上”２００”ステップ未満においては駆動負荷の増加を考慮して消耗係数を１．２０とする。さらに、ズーム位置”２００”以上から３００ステップまでにおいて消耗係数を１．３０とする。

なお、図９に示すテーブル（ズーム位置消耗係数テーブル：第２のテーブル）はシステム制御部１０３に内蔵された記録部に記憶されている。

図１０は、本発明の第２の実施形態によるネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理は、システム制御部１００３の制御下で行われる。

まず、システム制御部１００３は、レンズ制御部２００２からレンズ種別を特定するレンズＩＤを取得する（ステップＳ２００１）。さらに、システム制御部１００３は、レンズ制御部２００２からレンズ２０００の現在のズーム位置を示すズーム位置情報を取得する（ステップＳ２００２）。そして、システム制御部１００３は、レンズＩＤに基づいて、図５に示す消耗係数テーブル（第１のテーブル）を参照して当該レンズＩＤに対応する消耗係数（レンズ種別消耗係数）を取得する（ステップＳ２００３）。また、システム制御部１００３は、ステップＳ２００３において、ズーム位置情報に基づいて、図９に示すズーム位置消耗係数テーブルを参照してズーム位置別消耗係数を取得する。システム制御部１００３は、レンズ種別消耗係数およびズーム位置別消耗係数に基づいて合成消耗係数（総合消耗係数ともいう）を算出する。

例えば、レンズＩＤが２であって、ズーム位置が１５０ステップであるとする。この場合、合成消耗係数は、次の式（１２）で表される。

合成消耗係数＝レンズ種別消耗係数×ズーム位置別消耗係数＝１．７７０×１．２０＝２．１２４ （１２）
続いて、システム制御部１００３は、パンチルト制御部１００６からパン駆動量を取得する（ステップＳ２００４）。そして、システム制御部１００３は、合成消耗係数とパン駆動量とに基づいてパン消耗度を算出する（ステップＳ２００５）。当該パン消耗度は、積算駆動量を示すパン駆動量と合成消耗係数との積で求められる。

システム制御部１００３は、上述のようにして求めたパン消耗度を内蔵する記憶部に記憶する。以後、システム制御部１００３は、パン駆動およびズーム駆動のいずれか一方が行われる都度、上述のようにして算出したパン消耗度を今までに算出した消耗度に加算して合成消耗度を積算する。そして、積算の結果得られた積算消耗度はシステム制御部１００３に備えられた記憶部に記憶される。

続いて、システム制御部１００３は積算消耗度であるパン消耗度が限界消耗度を超えたか否かを判定する（ステップＳ２００６）。積算消耗度が限界消耗度を超えると（ステップＳ２００６において、ＹＥＳ）、システム制御部１００３は通信部１００７によってクライアント装置に対してアラート通知を送信する（ステップＳ２００７）。そして、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。

一方、積算消耗度が限界消耗度を超えないと（ステップＳ２００６において、ＮＯ）、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。

このようにして、システム制御部１００３はパン駆動およびズーム駆動のいずれか一方が行われる都度、パン消耗度を算出して、当該パン消耗度を積算する。そして、積算消耗度が限界消耗度を超えた時点で、システム制御部１００３はユーザーに消耗警告を通知する。

なお、上述の説明では、パン駆動部の消耗について説明したが、チルト駆動部についても同様にして消耗度の判定が行われて、限界消耗度を超えると、チルト消耗警告がクライアント装置に送信される。

以上のように、本発明の第２の実施形態では、パン駆動部およびチルト駆動部を備えるレンズ交換式の撮像装置において、レンズ種別に応じた消耗係数とズームレンズの位置に応じた消耗係数とを用いてパン駆動部およびチルト駆動部の積算消耗度を算出する。これによって、撮像装置に装着されるレンズおよびズーム位置に応じてパン駆動部およびチルト駆動部の消耗度合を精度よく判定することができる。

なお、上述の第２の実施形態では、ズーム位置毎に予め算出された消耗係数が記録された消耗係数テーブルを参照して、合成消耗係数を求める例について説明したが、このような手法に限定されない。例えば、レンズ制御部からレンズのズーム位置に応じた長さなどを示す特徴情報を取得して当該特徴情報に応じて合成消耗係数を算出するようにしてもよい。

このようにすれば、消耗係数テーブルに記録されないズーム位置を有するレンズが取り付けられた場合においても合成消耗係数を算出することができる。

［第３の実施形態］
続いて、本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラの一例について説明する。なお、第３の実施形態によるネットワークカメラの構成は図１に示すネットワークカメラと同様である。

図１１は、本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラにおいてパンチルト動作を行うためのメカ機構を説明するための図である。なお、図１１において、図２に示すメカ機構と同一の構成要素について同一の参照番号を付す。

図１１に示す例では、チルト位置を水平が０度として、チルト位置を９０度上方向にと移動した際の例が示されている。そして、チルト位置が０度である場合のカメラヘッド１１０４の状態が参照番号２０００Ｃで示され、チルト位置が９０度である場合のカメラヘッド１１０４の状態が参照番号２０００Ｄで示されている。

図１２は、本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラにおいてチルト方向が水平方向である場合のカメラヘッドおよびレンズの状態を示す図である。

いま、カメラヘッド１１０４およびレンズ２０００を均一な円柱として、パン回転の際の慣性モーメントを求める。

カメラヘッド１１０４の半径をｒ１、レンズ２０００の半径をｒ２、カメラヘッド１１０４の長さをｌ１、レンズ２０００の長さｌ２とする。また、カメラヘッド１１０４の質量をｍ１、レンズ２０００の質量をｍ２、カメラヘッド１１０４の重心をＧ１、レンズ２０００の重心をＧ２とする。そして、パン回転の回転軸をＡとする。

チルト位置が９０度であると、レンズ２０００の重心Ｇ２およびカメラヘッド１１０４の重心Ｇ１はパン回転軸Ａ上にある。よって、カメラヘッド１１０４のパン回転軸Ａに関する慣性モーメントｌ１は、次の式（１３）で表される。

また、レンズ２０００のパン回転軸Ａに関する慣性モーメントｌ２は、次の式（１４）で表される。

なお、ここでは、ｒ２≒ｒ１として、ｒ１およびｒ２をｒで示す。

式（１３）および式（１４）から、カメラヘッド１１０４およびレンズ２０００による慣性モーメントｌは、次の式（１５）で表される。

前述の式（５）に示すチルト位置が０度である際の慣性モーメントと式（１５）に示す慣性モーメントとを比較すると、慣性モーメントが異なり、この結果、パン回転軸Ａに掛かる負荷トルクが変化する。

このように、チルト位置によってパン駆動部に対する負荷が変化する場合には、レンズ種別のみではなくチルト位置に応じて消耗度を算出すれば、より正確に消耗度を算出することができる。この結果、ユーザーに対する警告通知の精度をさらに向上させることができる。

図１３は、本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラで用いられるチルト位置に応じた消耗係数（チルト位置別消耗係数）が記録されたテーブルを示す図である。

ここでは、チルト位置”０度”以上”３０度”未満を基準として、その消耗係数を１．００とする。また、チルト位置”３０度”以上”６０度”未満においては駆動負荷の減少を考慮して消耗係数を０．８０とする。さらに、チルト位置”６０度”以上から”９０度”までにおいて消耗係数を０．５０とする。

図１４は、本発明の第３の実施形態によるネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理は、システム制御部１００３の制御下で行われる。

パン駆動が終了すると、システム制御部１００３は、レンズ制御部２００２からレンズ種別を特定するレンズＩＤを取得する（ステップＳ３００１）。さらに、システム制御部１００３は、パンチルト制御部１００６から現在のチルト位置を取得する（ステップＳ３００２）。

システム制御部１００３は、レンズＩＤに基づいて、図５に示す消耗係数テーブルを参照して当該レンズＩＤに対応するレンズ種別消耗係数を取得する（ステップＳ３００３）。また、システム制御部１００３は、ステップＳ３００３において、現在のチルト位置に基づいて、図１３に示す消耗係数テーブルを参照してチルト位置別消耗係数を取得する。システム制御部１００３は、レンズ種別消耗係数およびチルト位置別消耗係数に基づいて合成消耗係数を算出する。

例えば、レンズＩＤが２であって、ズーム位置が５０度であるとする。この場合、合成消耗係数は、次の式（１６）で表される。
例えば、レンズＩＤが２であり、チルト位置が５０度だったとすると、
合成消耗係数＝レンズ種別消耗係数×チルト位置別消耗係数＝１．７７０×０．８０＝１．４１６ （１６）

続いて、システム制御部１００３は、パンチルト制御部１００６からパン駆動量を取得する（ステップＳ３００４）。そして、システム制御部１００３は、合成消耗係数とパン駆動量とに基づいてパン消耗度を算出する（ステップＳ３００５）。当該パン消耗度は、積算駆動量を示すパン駆動量と合成消耗係数との積で求められる。

システム制御部１００３は、上述のようにして求めたパン消耗度を内蔵する記憶部に記憶する。以後、システム制御部１００３は、パン駆動およびチルト位置の変化の一方がある、上述のようにして算出したパン消耗度を今までに算出した消耗度に加算して合成消耗度を積算する。そして、積算の結果得られた積算消耗度はシステム制御部１００３に備えられた記憶部に記憶される。

続いて、システム制御部１００３は積算消耗度であるパン消耗度が限界消耗度を超えたか否かを判定する（ステップＳ３００６）。積算消耗度が限界消耗度を超えると（ステップＳ３００６において、ＹＥＳ）、システム制御部１００３は通信部１００７によってクライアント装置に対してアラート通知を送信する（ステップＳ３００７）。そして、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。

一方、積算消耗度が限界消耗度を超えないと（ステップＳ３００６において、ＮＯ）、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。

このようにして、システム制御部１００３はパン駆動およびチルト位置の変化のいずれか一方があると、パン消耗度を算出して、当該パン消耗度を積算する。そして、積算消耗度が限界消耗度を超えた時点で、システム制御部１００３はユーザーに消耗警告を通知する。

以上のように、本発明の第３の実施形態では、パン駆動部およびチルト駆動部を備えるレンズ交換式の撮像装置において、レンズ種別に応じた消耗係数とチルト位置に応じた消耗係数とを用いてパン駆動部の積算消耗度を算出する。これによって、撮像装置に装着されるレンズおよびズーム位置に応じてパン駆動部の消耗度合を精度よく判定することができる。

なお、第３の実施形態では、チルト位置に応じたパン駆動部の消耗度合を判定する例について説明したが、パン駆動部およびチルト駆動部以外の駆動部を備えるネットワークカメラにも適用することができる。例えば、光軸方向を中心として回転するローテーション駆動部などの別の駆動部を備えるネットワークカメラにも適用することができる。いずれにしても、少なくとも２つの駆動部を備えて、一方の駆動部の位置が他方の駆動部の消耗度に影響を及ぼすようなネットワークカメラにも適用することができる。

さらに、ネットワークカメラは利用シーン、つまり、設置状態が様々である。例えば、ネットワークカメラは正位置で設置された状態、天吊りで天地逆に設置された状態、又は壁面に横向けに設置された状態がある。そして、駆動部に係る負荷はネットワークカメラの設置状態によって変化する。このような場合には、重力センサなどを用いてネットワークカメラの設置状態を検出して、その設置状態に応じて消耗係数を決定するようにしてもよい。これによって、ネットワークカメラの設置状態に応じて精度よく駆動部の消耗度を求めることができる。

［第４の実施形態］
続いて、本発明の第４の実施形態によるネットワークカメラの一例について説明する。なお、第４の実施形態によるネットワークカメラの構成は図１に示すネットワークカメラと同様である。

前述の第１の実施形態においては、ネットワークカメラの運用途中でレンズを交換することについて考慮していない。レンズが交換された場合には、レンズの交換前後においてパン駆動部などの消耗度合を示す消耗係数が変化する。例えば、パン駆動部に対する負荷が低いレンズからパン駆動部に対する負荷が高いレンズに交換されると、パン駆動部の残駆動量が大幅に少なくなることがある。そして、レンズ交換を行う前にレンズ交換後における残駆動量を知ることができれば、レンズ交換を行うか否かを事前に判断することができ、ユーザーの利便性をさらに向上させるができる。

図１５は、本発明の第４の実施形態によるネットワークカメラで行われるメイン処理の一例を説明するためのフローチャートである。

いま、ユーザーの操作によって（例えば、クライアント装置から）レンズ交換後の残駆動量取得要求を受けると、システム制御部１００３は通信部１００７によってクライアント装置から交換対象レンズに係るレンズＩＤを取得する（ステップＳ４００１）。そして、システム制御部１００３はレンズＩＤに基づいて、図５に示す消耗係数テーブルを参照して消耗係数を取得する（ステップＳ４００２）。

続いて、システム制御部１００３は、内蔵記録部に記録された現在の消耗度を取得する（ステップＳ４００３）。そして、システム制御部１００３は、現在の消耗度と交換対象レンズの消耗係数とに基づいて残駆動量を算出する（ステップＳ４００４）。例えば、限界消耗度が１０００００であり、現在の消耗度が３００００であるとする。また、交換対象のレンズＩＤが３であって、その消耗係数が１．５１２であるとする。この場合には、残駆動量は、次の式（１７）で表される。

残駆動量＝（限界消耗度−現在の消耗度）／消耗係数＝（１０００００−３００００）／１．５１２≒４６２９６ （１７）
次に、システム制御部１００３は、通信部１００７によって交換対象レンズに交換した際の残駆動量をクライアント装置に通知する（ステップＳ４００５）。そして、システム制御部１００３はメイン処理を終了する。

このように、本発明の第４の実施形態では、現在の消耗度と交換対象のレンズ情報とに応じて、レンズ交換後の残駆動量をクライアント装置に通知する。これによって、ネットワークカメラの運用途中でレンズを交換しようとする場合に、ユーザーはレンズ交換を行う前にレンズ交換後の残駆動量を知ることができる。この結果、ユーザーはレンズ交換を実施するか否かを事前に判断することができ、ユーザーの利便性をさらに向上させることができる。

上述の説明から明らかなように、図１に示す例では、パンチルト制御部１００６、パン駆動部１００４、およびチルト駆動部１００５が駆動手段として機能する。また、システム制御部１００３は算出手段として機能し、システム制御部１００３および通信部１００７は報知手段として機能する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１０００ ネットワークカメラ
１００１ 撮像部
１００２ 画像処理部
１００３ システム制御部
１００４ パン駆動部
１００５ チルト駆動部
１００６ パンチルト制御部
１００７ 通信部
２００１ レンズ駆動部
２００２ レンズ制御部

Claims (12)

1. 撮影レンズと、当該撮影レンズが接続されるレンズ接続機構を有する撮像装置本体とを備え、前記撮影レンズが交換可能な撮像装置であって、
   前記レンズ接続機構を駆動して前記撮影レンズの光軸方向を変更する駆動手段と、
   前記駆動手段を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と前記撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて前記駆動手段の消耗の度合を示す消耗度を算出する算出手段と、
   前記消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する報知手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記報知手段は、前記撮像装置に接続されたクライアント装置に前記警告を報知することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記算出手段は、前記撮影レンズの種別を示すレンズ識別子に対応して前記消耗係数が記録された消耗係数テーブルを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記撮影レンズは撮影の際に画角を変更可能なズームレンズを備えており、
   前記算出手段は、前記画角に応じて定められた第２の消耗係数、前記駆動量、および前記第１の消耗係数に基づいて前記消耗度を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記駆動手段は、前記レンズ接続機構を所定の第１の方向に駆動する第１の駆動部と、前記レンズ接続機構を前記所定の方向と異なる第２の方向に駆動する第２の駆動部とを有し、
   前記算出手段は、前記第１の駆動部を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量、前記第１の消耗係数、および前記第２の方向における前記レンズ接続機構の位置に応じて定められた第３の消耗係数に基づいて前記消耗度を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記第１の駆動部は前記レンズ接続機構をパン駆動し、前記第２の駆動部は前記レンズ接続機構をチルト駆動することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記算出手段は前記撮像装置の設置状態に応じて前記第１の消耗係数を変更することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記消耗度が前記限界消耗度に達する前に前記撮影レンズが交換する場合、前記算出手段は、交換後の撮影レンズである交換対象レンズに係る前記第１の消耗係数と、前記撮影レンズを交換する時点における消耗度とに基づいて前記駆動手段が駆動可能な残駆動量を求め、前記報知手段は当該残駆動量を報知することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記消耗度は、前記駆動手段の駆動可能な残駆動量又は駆動可能距離を示すことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記算出手段は、前記撮影レンズの種別の代わりに、前記撮影レンズの長さ、径、および重さの少なくとも１つを示す特徴情報に応じて前記第１の消耗係数を決定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
11. 撮影レンズと、当該撮影レンズが接続されるレンズ接続機構を有する撮像装置本体とを有し、前記撮像装置本体には前記レンズ接続機構を駆動して前記撮影レンズの光軸方向を変更する駆動手段が備えられ、前記撮影レンズが交換可能な撮像装置の制御方法であって、
    前記駆動手段を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と前記撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて前記駆動手段の消耗の度合を示す消耗度を算出する算出ステップと、
    前記消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する報知ステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
12. 撮影レンズと、当該撮影レンズが接続されるレンズ接続機構を有する撮像装置本体とを有し、前記撮像装置本体には前記レンズ接続機構を駆動して前記撮影レンズの光軸方向を変更する駆動手段が備えられ、前記撮影レンズが交換可能な撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
    前記撮像装置が備えるコンピュータに、
    前記駆動手段を駆動した駆動量の積算値を示す積算駆動量と前記撮影レンズの種別に応じて定められた第１の消耗係数とに基づいて前記駆動手段の消耗の度合を示す消耗度を算出する算出ステップと、
    前記消耗度が所定の限界消耗度を超えると警告を発する報知ステップと、
    を実行させることを特徴とする制御プログラム。