JP5379118B2 - 撮像装置、撮像装置制御方法およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に係り、特に、オートフォーカス制御とマニュアル制御を切り替え可能な撮像装置に関する。

監視カメラやビデオカメラ等の撮像装置では、オートフォーカス制御およびマニュアル制御が広く用いられている。マニュアル制御には、さらに、マニュアルフォーカス制御とマニュアルフォーカストレース制御がある。なお、本明細書において、オートフォーカス制御を第１のモード、マニュアル制御を第２のモードと称している。
オートフォーカス制御とは、自動でフォーカスレンズを駆動させ、自動的にピントを合わせる制御である。マニュアルフォーカス制御とは、ユーザが手動でフォーカスレンズを駆動させ、ピントを合わせる制御である。マニュアルフォーカストレース制御とは、ユーザが手動でズームレンズを駆動させ、同一被写体に対してズームレンズ移動後もピントが合うように、自動でフォーカスレンズを駆動させる制御である。

マニュアルフォーカストレース制御では、ズームレンズの移動に対し、同一の被写体距離の被写体にピントを合わせるためには、フォーカスレンズを正確な位置に移動させる必要がある。この際に、ズームレンズおよびフォーカスレンズの位置を示したレンズ合焦軌跡データを使用する。

ここで、図４を参照して、レンズ合焦軌跡データの説明をする。
図４は、レンズ合焦軌跡データのグラフを示した図である。
図４に示すように、グラフの横軸は、ズームレンズの位置であり、縦軸は、フォーカスレンズの位置である。グラフは、同一被写体距離に対してピントが合う両レンズの位置を示している。ズームレンズ位置のＴｅｌｅ側には、被写体距離に応じて複数のグラフが示されている。このグラフに従って、ユーザが決定したズームレンズの位置に対して、フォーカスレンズの位置を決定する。

一方、長時間の撮影を行う監視カメラでは、フォーカスレンズの駆動寿命の観点からマニュアル制御を主に使用し、高い精度でピント位置を得たい特定の条件の場合にのみ、オートフォーカス制御に切り替え使用することが多くある。その一例として、ユーザによるコマンド指示やボタン操作が行われた場合にマニュアル制御からオートフォーカス制御に切り替え、ピント位置を得た後、マニュアル制御に切り替える制御がある。また、ズームレンズの移動中はマニュアル制御とし、ズームレンズの移動が行われた直後にオートフォーカス制御に切り替え、ピント位置を得た後、マニュアル制御に切り替える制御がある（例えば、特許文献１〜３参照）。

特許文献１に開示された技術では、オートフォーカス制御にてピント位置を得た直後にマニュアル制御に切り替える制御をしている。

特許文献２に開示された技術では、ズームレンズの移動中か否かを判定し、ズームレンズの移動中はオートフォーカス制御を禁止し、ズームレンズの移動中でなければ、オートフォーカス制御を有効とする制御をしている。さらに、撮影開始前にズームレンズをＴｅｌｅ側に移動させ、所望の被写体にピントを合わせた場合、Ｗｉｄｅ側ではオートフォーカス制御を無効とすることで、ズームレンズをＴｅｌｅ側に移動させた場合であってもピント位置を得ることができると記載されている。

特許文献３に開示された技術では、ズームレンズ動作指示があった場合に、フォーカス
レンズを無限遠トラッキングカーブ（ズームレンズとフォーカスレンズの位置を表すカーブ）に移動して固定し、無限遠トラッキングカーブに沿ってズームレンズとフォーカスレンズの位置を変え、ズームが終了したらオートフォーカス制御で焦点合わせを行い、その後フォーカスモータをオフすると記載されている。

特開２００５−６２６６５号公報 特開２００６−２１５２８５号公報 特開平１１−２８１８６９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、オートフォーカス制御にてピントが合ったフォーカスレンズの位置にて被写体距離を設定しマニュアルフォーカス制御に切り替えるため、例えば図４に示すように、フォーカス駆動分解能が小さいＷｉｄｅ側にて、オートフォーカス制御を行った場合、その後、設定された被写体距離でフォーカス駆動分解能が大きいＴｅｌｅ側にマニュアルフォーカストレース制御を行うと、ピントボケが発生する問題がある。

また、特許文献２に開示された技術では、ズームレンズを移動させる場合のみマニュアル制御に切り替えているため、オートフォーカス制御を定常的に行っており、フォーカスレンズの駆動寿命の観点では好ましくない。さらに、Ｗｉｄｅ側でのオートフォーカス制御を有効とした制御とする場合は、特許文献１に開示された技術と同じ問題が生じる。また、Ｗｉｄｅ側でのオートフォーカス制御を無効とした場合は、Ｗｉｄｅ側ではオートフォーカス制御をしないため、必ずしも最適なフォーカスレンズ位置とは限らず、合焦精度が低下するという問題がある。

特許文献３に開示された技術では、ズームレンズ動作中のフォーカスレンズ位置は、被写体距離が無限遠などに制御上予め定まって動作するため、ユーザが被写体に応じてズームレンズ動作中の被写体距離を任意に設定することはできないという問題がある。

そこで、本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、オートフォーカス制御の使用頻度を抑えつつ、対象物に対し安定したピント位置を得る撮像装置、撮像装置制御方法およびそのプログラムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、倍率調整用レンズと焦点調整用レンズとを有するレンズ群と、前記レンズ群の合焦状態を評価する焦点評価値を検出する焦点評価検出部と、前記レンズ群の合焦状態時におけるレンズ位置を示す予め定められたデータであるレンズ合焦軌跡データを記憶しているレンズ合焦軌跡データ記憶部と、を備える撮像装置であって、被写体距離を記憶している基準被写体距離記憶部と、前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定しながら作動される第１のモード、前記倍率調整用レンズまたは前記焦点調整用レンズを、ユーザの指示に基づいて駆動する第２のモード、および、前記第２のモードにおいて、所定の条件下に、前記第１のモードに遷移して前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定する第３のモード、を有するシステム制御部と、を備え、前記システム制御部は、前記第２のモードにおいて、ユーザの指示により前記焦点調整用レンズが駆動された場合の被写体距離を基準被写体距離として前記基準被写体距離記憶部に記憶させ、ユーザの指示により前記倍率調整用レンズが駆動された場合には、前記基準被写体距離に応じたレンズ合焦軌跡データに基づいて前記焦点調整用レンズを駆動させるとともに、前記第３のモードの後、前記第２のモードに遷移する場合には、前記基準被写体距離に応じたレンズ合焦軌跡データに基づいて前記焦点調整用レンズを駆動させる
ことを特徴とする撮像装置。

本発明によれば、オートフォーカス制御の使用頻度を抑えつつ、対象物に対し安定したピント位置を得ることができる。

本発明の撮像装置の構成を示すブロック図である。 本発明の撮像装置の処理動作を示すフローチャートである。 本発明の撮像装置の処理動作を示すフローチャートである。 レンズ合焦軌跡データの一例を示す図である。 本発明のズームレンズとフォーカスレンズの動作の概要図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
[撮像装置１の構成]
図１に示すように、撮像装置１は、光学系１０と、撮像素子１３と、カメラ制御部１４と、表示部１５と、焦点信号生成部１６と、画面輝度評価検出部１７と、焦点制御部２０と、フォーカスレンズ駆動部３０と、ズームレンズ駆動部３１と、照度制御部３２と、温度検出部３３と、時間計測部３４と、記憶部４０と、システム制御部６０と、指示部７０と、を備えている。
本実施形態では、撮像装置１として監視カメラを例に挙げて説明する。指示部７０は、ユーザが監視カメラから離れた位置で、監視カメラを操作するためのものである。

撮影された被写体像は、光学系１０に属するズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１とフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２とを介して、撮像素子１３の受光面に結像される。
ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１は、倍率調整用のレンズであり、低倍率（Ｗｉｄｅ）から高倍率（Ｔｅｌｅ）の間でレンズの位置を移動することができる。
フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２は、焦点調整用のレンズであり、焦点距離の調整のためにレンズの位置を移動することができる。
ズームレンズ１１とフォーカスレンズ１２とでレンズ群を構成する。

撮像素子１３は、受光面に結像した像を光電変換し、カメラ制御部１４に出力するものである。
カメラ制御部１４は、撮像素子１３から入力された電気信号から映像信号を生成する回路であり、生成した映像信号を表示部１５、焦点信号生成部１６、画面輝度評価検出部１７および照度制御部３２に出力するものである。
表示部１５は、撮影された画像を確認するための表示装置である。

焦点信号生成部１６は、カメラ制御部１４から入力された映像信号の輝度信号から所定の周波数帯域の成分を抽出し、合焦点で最大となる山状の特性の焦点信号を生成して焦点制御部２０へ出力する回路である。
画面輝度評価検出部１７は、カメラ制御部１４から入力された映像信号の輝度信号から、画面全体の所定輝度レベル以上の画素数を算出して輝度評価値を生成し、焦点制御部２０へ出力する回路である。

焦点制御部２０は、焦点評価検出部２１と、焦点制御指示部２２と、オートフォーカス制御部２３と、マニュアルフォーカス制御部２４と、を備えている回路である。
焦点評価検出部２１は、焦点信号生成部１６が生成した焦点信号の傾斜レベルや傾斜極性および焦点信号の絶対レベル等を焦点評価値として検出し、焦点制御指示部２２へ出力するものである。焦点評価値により、ピントが合うフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を把握することができる。

焦点制御指示部２２は、焦点評価検出部２１と後記するシステム制御部６０からの信号により、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動方向や駆動速度、駆動範囲等を決定し、オートフォーカス制御部２３またはマニュアルフォーカス制御部２４へ出力するものである。
オートフォーカス制御部２３は、オートフォーカス制御が選択されている場合に、焦点制御指示部２２の指示により、フォーカスレンズ駆動部３０に駆動信号を出力する回路である。
マニュアルフォーカス制御部２４は、マニュアル制御（マニュアルフォーカス制御またはマニュアルフォーカストレース制御）が選択されている場合に、焦点制御指示部２２の指示により、フォーカスレンズ駆動部３０に駆動信号を出力する回路である。

フォーカスレンズ駆動部３０は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動モータを制御する回路であり、オートフォーカス制御部２３またはマニュアルフォーカス制御部２４からの駆動信号をフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２へ出力するものである。
ズームレンズ駆動部３１は、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１の駆動モータを制御する回路であり、後記するシステム制御部６０からの駆動信号をズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１へ出力するものである。

照度制御部３２は、カメラ制御部１４から入力された映像信号の明るさのレベルである照度評価値を生成し、システム制御部６０へ出力するものである。
温度検出部３３は、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１とフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２とを有する光学系１０に関する現在温度を温度情報として取得するものである。本実施例ではサーミスタを使用している。
時間計測部３４は、合焦している時間を計測するものである。

各部１４、１６、１７、２１〜２４、３０〜３４、６０、７０は、撮像装置１を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、各種インターフェースなどを含んで構成されており、各種回路を制御するものである。
指示部７０は、ユーザの指示を検出するものである。
記憶部４０は、温度やレンズの位置を記憶する温度・レンズ位置記憶部４１と、レンズ合焦軌跡データを記憶するレンズ合焦軌跡データ記憶部４２と、基準となる被写体距離である基準被写体距離を記憶する基準被写体距離記憶部４３とを備える。

なお、撮像装置１は、図示を省略したＣＰＵやメモリを搭載した一般的なコンピュータで実現することができる。このとき、撮像装置１は、コンピュータを、前記した各手段として機能させる撮像装置制御プログラムによって動作する。

[撮像装置１の動作]
次に、撮像装置１の動作について図２、図３および図５（構成は適宜図１）を参照して説明する。
本実施形態では、マニュアル制御時において、後記する所定の条件が成立した場合、自動でピント調整のためのオートフォーカス制御に切り替え、このオートフォーカス制御後に自動でマニュアル制御に切り替える。なお、本明細書において、通常のオートフォーカス制御を第１のモードと称し、マニュアル制御を第２のモードと称する。第２のモードには、後記のようにマニュアルフォーカス制御とマニュアルフォーカストレース制御が含まれる。また、マニュアル制御時において、所定の条件が成立した場合に、自動でピント調整のためのオートフォーカス制御を行うが、このピント調整のためのオートフォーカス制御を第３のモードと称する。

ここで、前述のとおり、オートフォーカス制御とは、自動でフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させ、自動的にピントを合わせる制御である。また、マニュアル制御には、マニュアルフォーカス制御とマニュアルフォーカストレース制御がある。
マニュアルフォーカス制御とは、ユーザが手動でフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させ、手動でピントを合わせる制御である。
マニュアルフォーカストレース制御とは、ユーザが手動でズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を駆動させ、同一被写体に対してズームレンズ移動後もピントが合うように、自動でフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させる制御である。マニュアルフォーカストレース制御は、最初にユーザによる手動のピント合わせの後に、ユーザがズームアップ・ズームアウトを手動で行った場合でも、ピント合わせは、ズームアップ・ズームアウトに連動して自動で行われ、ユーザによるピント合わせは不要である。

また、この撮像装置１の動作の前提として、マニュアルフォーカス制御により、ユーザがピント調整のために駆動させたフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、ほぼピントが合っているとしている。ピント調整のためのオートフォーカス制御は、あくまでも微調整のためのものである。

まず、図５を参照して、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１とフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の動作の概要について説明する。
マニュアルフォーカス制御において、ユーザがフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を決定してピントを合わせた位置を符号５０１の位置とする。次に、マニュアルフォーカストレース制御において、ユーザがズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１の位置を符号５０２の位置へ移動させると、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、自動的に被写体距離ａのカーブに沿って符号５０２の位置となる。
次に、オートフォーカス制御において、自動的にフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を決定し、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、符号５０３の位置となる。その後、ユーザがズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を符号５０１の位置へ移動させると、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、被写体距離ａのカーブに戻りつつ符号５０１の位置の方へ移動し、符合５０４の位置に達した後は、被写体距離ａのカーブに沿って符号５０１の位置まで移動する。

図２のフローチャートに示すように、ステップＳ１０１において、システム制御部６０は、ユーザによるマニュアル制御（第２のモード）開始要求があるか否かを判定する。マニュアル制御（第２のモード）開始要求がない場合には（ステップＳ１０１・Ｎｏ）、マニュアル制御開始要求があるまで待機する。
一方、マニュアル制御（第２のモード）開始要求がある場合には（ステップＳ１０１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２において、システム制御部６０は、マニュアル制御（第２のモード）に遷移する。すなわち、システム制御部６０は、焦点制御指示部２２にマニュアルフォーカス制御の指示をし、焦点制御指示部２２は、指示対象をマニュアルフォーカス制御部２４に切り替える。これにより、マニュアルフォーカス制御が開始となり、オートフォーカス制御は停止する。

ステップＳ１０３において、撮像装置１は、現在のフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置と基準被写体距離を記憶する。すなわち、システム制御部６０は、レンズ合焦軌跡データを焦点制御指示部２２へ出力する。焦点制御指示部２２は、現在のフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置とレンズ合焦軌跡データから現在の被写体距離を算出し、基準被写体距離として、基準被写体距離記憶部４３に記憶させる。
ステップＳ１０４において、システム制御部６０は、ユーザによるフォーカス制御要求があるか否かを判定する。すなわち、ユーザがフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させる指示をしたか否かの判定である。

フォーカス制御要求がある場合には（ステップＳ１０４・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５において、フォーカスレンズ駆動部３０は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させる。次に、撮像装置１の処理は、ステップＳ１０３に戻る。そして、ステップＳ１０３において、フォーカスレンズ１２の駆動後の現在のフォーカスレンズ１２の位置から同様の手順で現在の被写体距離を算出し、基準被写体距離として基準被写体距離記憶部４３に記憶させることで基準被写体距離を更新する。すなわち、マニュアルフォーカス制御でフォーカスレンズ１２を移動させる度に、移動後の被写体距離を基準被写体距離として更新する。
なお、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５が、マニュアルフォーカス制御である。
ここで、例えば図５に示すように、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１およびフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、ステップＳ１０５の直後の段階では、符号５０１に示す位置となる。符号５０１は、被写体距離ａのカーブの上にのっているため、ユーザが被写体距離ａの被写体にピントを合わせたことになる。そして、撮像装置１は、被写体距離ａを、基準被写体距離として記憶する。

一方、フォーカス制御要求がない場合には（ステップＳ１０４・Ｎｏ）、ステップＳ１０６において、システム制御部６０は、ユーザによる合焦要求があるか否かを判定する。ここで、合焦要求とは、マニュアル制御からオートフォーカス制御に切り替え、合焦位置を検出した後、オートフォーカス制御からマニュアル制御に戻す要求である。すなわち、ピント調整のためのオートフォーカス制御への遷移を要求することである。これにより、マニュアル制御中に合焦精度が低下した場合でも、ピント位置を合わせることができる。

ユーザによる合焦要求がある場合には（ステップＳ１０６・Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２（図３参照）へ進む。
一方、ユーザによる合焦要求がない場合には（ステップＳ１０６・Ｎｏ）、ステップＳ１０７において、システム制御部６０は、ユーザによるズーム制御要求があるか否かを判定する。すなわち、ユーザがズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を駆動させる指示をしたか否かの判定である。

ユーザによるズーム制御要求がある場合には（ステップＳ１０７・Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８において、撮像装置１は、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を駆動するとともに、記憶した基準被写体距離に従いフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動する。すなわち、システム制御部６０は、基準被写体距離記憶部４３に記憶された基準被写体距離のレンズ合焦軌跡データ（図４参照）を焦点制御指示部２２へ出力する。焦点制御指示部２２は、ユーザが指示した駆動後のズームレンズの位置と当該レンズ合焦軌跡データとに基づいて、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１およびフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を決定する。決定された位置に基づいて、ズームレンズ駆動部３１は、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を駆動させ、フォーカスレンズ駆動部３０は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させる。これにより、現在の被写体距離によらず、ステップＳ１０３で記憶した基準被写体距離を保持させるようにフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動することができる。なお、ここで「保持させるように」と表現した理由は、現在の被写体距離が基準被写体距離からずれていた場合には、例えば図５の符号５０３から符号５０４への移動中のように瞬間的に基準被写体距離まで動かすことは困難だからである。よって、徐々に基準被写体距離に近づくように駆動することも含ませる意味で「保持させるように」と表現した。
なお、ステップＳ１０７およびステップＳ１０８が、マニュアルフォーカストレース制御である。

ステップＳ１０９において、システム制御部６０は、ユーザによるズーム制御停止要求があるか否かを判定する。すなわち、ユーザがズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１の駆動を停止させる指示をしたか否かの判定である。
ユーザによるズーム制御停止要求がない場合には（ステップＳ１０９・Ｎｏ）、ステップＳ１０８に戻る。
一方、ユーザによるズーム制御停止要求がある場合には（ステップＳ１０９・Ｙｅｓ）、ズームレンズ駆動部３１は、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１の駆動を停止し、フォーカスレンズ駆動部３０は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動を停止する。次に、撮像装置１の処理は、ステップＳ１１２（図３参照）に進む。
ここで、例えば図５に示すように、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１およびフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、ユーザの指示によるズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１の駆動後の段階では、符号５０２に示す位置となる。ユーザの指示によりズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１が駆動されるとともに、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、基準被写体距離ａのカーブに沿って、符号５０２の位置まで移動する。

ステップＳ１１０およびステップＳ１１１については、後述する。
ここから図３を参照する。
ステップＳ１１２において、システム制御部６０は、所定のフォーカスレンズ駆動範囲でピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）に遷移する。すなわち、システム制御部６０は、焦点制御指示部２２を介して、指示対象をマニュアルフォーカス制御部２４からオートフォーカス制御部２３に切り替える。焦点制御指示部２２は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動範囲を通常時のオートフォーカス制御に比べて制限する。この時点でのオートフォーカス制御（第３のモード）は、マニュアル制御（マニュアルフォーカス制御またはマニュアルフォーカストレース制御）時のピント位置ずれの微調整を目的とするものであるため、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動範囲を制限することにより、不要なレンズ駆動を禁止し、ピントが合うレンズの位置を得るための調整を快適に行うことができる。なお、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動範囲を制限することは任意である。
以降、ステップＳ１１４までがピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）である。

ステップＳ１１３において、焦点制御指示部２２は、ピントが合うフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置（合焦位置）を検出したか否かを判定する。
検出していない場合は（ステップＳ１１３・Ｎｏ）、焦点制御指示部２２は、ピントが合うフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置の検出を続ける。
一方、検出した場合は（ステップＳ１１３・Ｙｅｓ）、ステップＳ１１４において、フォーカスレンズ駆動部３０は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させる。
ステップＳ１１５において、システム制御部６０は、マニュアル制御（第２のモード）に遷移する。このとき、駆動後の現在の被写体距離が基準被写体距離から動いた場合でも、基準被写体距離の更新は行わない。

ここで、図２のステップＳ１０７に戻って、温度変化によるオートフォーカス制御（第３のモード）への遷移について説明する。
ユーザによるズーム制御要求がない場合には（ステップＳ１０７・Ｎｏ）、ステップＳ１１０において、温度検出部３３は、光学系１０に関する現在温度を温度情報として取得する。
ステップＳ１１１において、システム制御部６０は、現在温度が所定の範囲を超えているか否かを判定する。すなわち、ピント調整が必要な程度に温度変化があったか否かを判定する。ここで、所定の範囲とは、例えば、４０度以上または０度以下である。

現在温度が所定の範囲を超えていない場合には（ステップＳ１１１・Ｎｏ）、ステップＳ１１６（図３参照）に進む。
一方、現在温度が所定の範囲を超えている場合には（ステップＳ１１１・Ｙｅｓ）、ステップＳ１１２（図３参照）において、システム制御部６０は、ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）へ遷移する。以降ステップＳ１１５までは、前述したとおりである。

このピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）により、プラスチック等の温度に対する物理的な変化で、撮像装置の焦点距離が大きく変わってしまうことがあるが、このような焦点距離の変化によるピント位置ずれがあっても、ピントが合うフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を得ることができる。

ここで、ユーザによる合照要求（ステップＳ１０６）（但し符号５０２の位置で合照要求を行ったと仮定）またはユーザによるズーム制御停止要求（ステップＳ１０９）または温度変化（ステップＳ１１１）の何れかによるピント調整を行った場合、例えば図５に示すように、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１およびフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）後の段階では、符号５０３に示す位置となる。ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）により、撮像装置１が被写体距離ｂの被写体にピントを合わせたことになる。これに対して、基準被写体距離は更新されず被写体距離ａのままとなっている。

ステップＳ１１６において、システム制御部６０は、ユーザによるオートフォーカス制御（第１のモード）開始要求があるか否かを判定する。
ユーザによるオートフォーカス制御（第１のモード）開始要求がない場合は（ステップＳ１１６・Ｎｏ）、撮像装置１の処理は、ステップＳ１０４に戻る。
一方、ユーザによるオートフォーカス制御（第１のモード）開始要求がある場合は（ステップＳ１１６・Ｙｅｓ）、ステップＳ１１７において、システム制御部６０は、オートフォーカス制御（第１のモード）に遷移する。すなわち、システム制御部６０は、焦点制御指示部２２にオートフォーカス制御の指示をし、焦点制御指示部２２は、指示対象をオートフォーカス制御部２３に切り替える。これにより、オートフォーカス制御（第１のモード）が開始となり、マニュアル制御（第２のモード）は停止する。次に、撮像装置１の処理は、ステップＳ１０１に戻る。

ところで、撮像装置１において、ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）は、あくまでも一時的な微調整のための制御である。したがって、次に、ユーザからズーム制御要求があった場合には（例えば、ステップＳ１１６・Ｎｏ→ステップＳ１０４・Ｎｏ→ステップＳ１０６・Ｎｏ→ステップＳ１０７・Ｙｅｓ）、撮像装置１は、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を駆動するとともに、現在の被写体距離によらず、前回に記憶した基準被写体距離に従って、基準被写体距離を保持させるようにフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動する。

例えば図５に示すように、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１およびフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２のズーム制御中の位置が、符号５０３で示す位置である場合に、ユーザがズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１を符号５０１の位置へ移動させると、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置は、被写体距離ａのカーブに戻りつつ符号５０１の位置の方へ移動し、符合５０４の位置に達した後は、被写体距離ａのカーブに沿って符号５０１の位置まで移動する。

これは、一時的な微調整を行った後、基準被写体距離を更新してしまうと、フォーカス駆動分解能の低いところでは基準被写体距離が意図した距離から大きくずれてしまう可能性があるので、その後に時間が経過してズーム制御が行われた場合、ズーム制御直前のレンズの位置（現在の被写体距離）に対応するレンズ合焦軌跡データの被写体距離に合わせるよりも、前回ユーザがピント合わせを行った際の被写体距離である基準被写体距離に合わせることで、マニュアルフォーカストレース制御時にユーザが意図した被写体距離で概ねピントを合わせることができるためである。

以上の動作により、フォーカス駆動分解能に関わらず（Ｗｉｄｅ側かＴｅｌｅ側かに関わらず）、どのズームレンズ位置でピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）が行われたとしても、その後、ズーム制御が行われた場合に、ズーム制御中は、概ねピントが合った状態とすることができる。
また、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の動作の使用頻度を最小限に留めているため、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動に伴うフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の磨耗を低減することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、例えば次のように変更することができる。

本発明は、フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の駆動寿命の観点から長時間の撮影を行う監視カメラで特に有効であるが、業務用カメラ、ビデオカメラ、デジタルビデオカメラなど他の撮像装置であっても有効である。

また、ステップＳ１１０において、撮像装置１は、現在温度を取得しているが、ステップＳ１０３およびステップＳ１１３の直後において、撮像装置１は、現在温度を取得し、ステップＳ１１１において、撮像装置１は、それらの温度の差が所定の範囲を超えているか否かを判定してもよい。

また、輝度評価値が所定の範囲を超える場合においては、ステップＳ１１２への遷移を禁止してもよい。画面が明るすぎる場合または暗すぎる場合には、オートフォーカス制御がうまく働かないからである。または、ステップＳ１１２への遷移を待機状態とし、被写体条件が変化して輝度評価値が所定の範囲内となった場合に、ステップＳ１１２への遷移を行ってもよい。
また、ステップＳ１１３において、ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）中に、輝度評価値が所定の範囲を超える場合、基準被写体距離にピントが合う位置にフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を戻し、ステップＳ１１５に進んでもよい。これにより、ピント位置を正確に検出することが困難な被写体においては、ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）によるフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置の微調整は行わず、基準被写体距離にピントを合わせることができる。

また、輝度評価値を例に説明したが、映像信号の明るさのレベルである照度評価値を判定条件にしてもよい。また、焦点評価値を判定条件にしてもよい。輝度評価値を用いた場合と同様の効果がある。

すなわち、焦点評価値の例を説明すると、焦点評価値が所定値以下の低コントラストを示す評価値の場合においては、ステップＳ１１２への遷移を禁止してもよい。または、ステップＳ１１２への遷移を待機状態とし、焦点評価値が所定値より大きいコントラストを示す評価値となった場合に、ステップＳ１１２への遷移を行ってもよい。
また、ステップＳ１１３において、ピント調整のためのオートフォーカス制御（第３のモード）中に、焦点評価値が所定値以下の低コントラストを示す評価値の場合、基準被写体距離にピントが合う位置にフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を戻し、ステップＳ１１５に進んでもよい。

ステップＳ１１３において、ピントが合うフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を検出した場合、時間計測部３４にて合焦している時間である合焦持続時間を計測し、所定時間（例えば、４秒）以上、ピントが合っている場合に、ステップＳ１１４に進んでもよい。これにより、安定した被写体にピントを合わせることができる。

また、あらゆるステップでユーザによるコマンド指示やボタン操作が行われた場合には、ユーザによるコマンド指示やボタン操作を優先してもよい。例えば、基準被写体距離にフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を戻している最中に、ユーザによるコマンド指示やボタン操作が行われた場合、コマンド指示やボタン操作を優先してもよい。これにより、ユーザは快適に操作することができる。

また、マニュアル制御時（マニュアルフォーカス制御時またはマニュアルフォーカストレース制御時）（第２のモード）と、オートフォーカス制御（第１のモードまたは第３のモード）時とにおいて、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１もしくはフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２、または両レンズの駆動波高を切り替えてもよい。例えば、マニュアル制御時（マニュアルフォーカス制御時またはマニュアルフォーカストレース制御時）（第２のモード）の駆動波高をオートフォーカス制御（第１のモードまたは第３のモード）時の駆動波高より低い値としてもよい。これにより、電力消費を抑えることができる。

また、監視カメラ特有の機能として予め内部メモリにズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１およびフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２の位置を記憶しておき、記憶したレンズ位置に駆動するプリセット機能があるが、この機能においても、本実施形態が適用できる。例えば、それぞれのプリセットされた位置に対応して基準被写体距離についてもプリセットしておき、プリセットされた位置に移動する場合には、ズームレンズ（倍率調整用レンズ）１１の移動に連動してプリセットされた基準被写体距離を保持させるようにフォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）１２を駆動させる。

１ 撮像装置
１０ 光学系
１１ ズームレンズ（倍率調整用レンズ）
１２ フォーカスレンズ（焦点調整用レンズ）
１３ 撮像素子
１４ カメラ制御部
１５ 表示部
１６ 焦点信号生成部
１７ 画面輝度評価検出部
２０ 焦点制御部
２１ 焦点評価検出部
２２ 焦点制御指示部
２３ オートフォーカス制御部
２４ マニュアルフォーカス制御部
３０ フォーカスレンズ駆動部
３１ ズームレンズ駆動部
３２ 照度制御部
３３ 温度検出部
３４ 時間計測部
４０ 記憶部
４１ 温度・レンズ位置記憶部
４２ レンズ合焦軌跡データ記憶部
４３ 基準被写体距離記憶部
６０ システム制御部
７０ 指示部

Claims (15)

1. 倍率調整用レンズと焦点調整用レンズとを有するレンズ群と、
   前記レンズ群の合焦状態を評価する焦点評価値を検出する焦点評価検出部と、
   前記レンズ群の合焦状態時におけるレンズ位置を示す予め定められたデータであるレンズ合焦軌跡データを記憶しているレンズ合焦軌跡データ記憶部と、を備える撮像装置であって、
   被写体距離を記憶している基準被写体距離記憶部と、
   前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定しながら作動される第１のモード、
   前記倍率調整用レンズまたは前記焦点調整用レンズを、ユーザの指示に基づいて駆動する第２のモード、および、
   前記第２のモードにおいて、所定の条件下に、前記第１のモードに遷移して前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定する第３のモード、を有するシステム制御部と、を備え、
   前記システム制御部は、前記第２のモードにおいて、ユーザの指示により前記焦点調整用レンズが駆動された場合の被写体距離を基準被写体距離として前記基準被写体距離記憶部に記憶させ、ユーザの指示により前記倍率調整用レンズが駆動された場合には、前記基準被写体距離に応じたレンズ合焦軌跡データに基づいて前記焦点調整用レンズを駆動させるとともに、前記第３のモードの後、前記第２のモードに遷移する場合には、前記基準被写体距離に応じたレンズ合焦軌跡データに基づいて前記焦点調整用レンズを駆動させる
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記システム制御部は、前記第２のモードにおいて、ユーザの指示により合焦要求があった場合に、前記第３のモードに遷移する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記システム制御部は、前記第２のモードにおいて、ユーザの指示により前記倍率調整用レンズが駆動された場合に、前記倍率調整用レンズの駆動が停止したか否かを判定し、
   前記倍率調整用レンズの駆動が停止したと判定した場合に、前記第３のモードに遷移する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記レンズ群に関する温度情報を検出する温度検出部を備え、
   前記システム制御部は、前記第２のモードにおいて、前記温度情報が所定の範囲を超えている場合に、前記第３のモードに遷移する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記システム制御部は、前記第３のモードにおいて、前記焦点調整用レンズの駆動範囲を制限して、前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 画面内の輝度レベルを評価する輝度評価値を検出する輝度評価検出部を備え、
   前記システム制御部は、前記輝度評価値が所定の範囲を超える場合は、前記第３のモードに遷移するのを禁止する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
7. 画面内の輝度レベルを評価する輝度評価値を検出する輝度評価検出部を備え、
   前記システム制御部は、前記輝度評価値が所定の範囲を超える場合は、前記第３のモードに遷移せずに待機状態とし、前記輝度評価値が所定の範囲内となった場合に、前記第３のモードに遷移する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 画面内の輝度レベルを評価する輝度評価値を検出する輝度評価検出部を備え、
   前記システム制御部は、前記第３のモードにおいて、前記輝度評価値が所定の範囲を超える場合は、前記レンズ群の合焦状態を設定することなく、前記第２のモードに遷移する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記システム制御部は、前記焦点評価値が所定値以下である場合は、前記第３のモードに遷移するのを禁止する
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記システム制御部は、前記焦点評価値が所定値以下である場合は、前記第３のモードに遷移せずに待機状態とし、前記焦点評価値が所定値より大きい値となった場合に、前記第３のモードに遷移する
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
11. 前記システム制御部は、前記第３のモードにおいて、前記焦点評価値が所定値以下である場合は、前記レンズ群の合焦状態を設定することなく、前記第２のモードに遷移する
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 前記レンズ群の合焦状態の持続時間である合焦持続時間を計測する時間計測部を備え、
    前記システム制御部は、前記第３のモードにおいて、前記合焦持続時間が所定値以上である場合に、前記第２のモードに遷移する
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
13. 前記システム制御部は、前記第２のモードにおいて、ユーザの指示により前記倍率調整用レンズが駆動されている際に、ユーザの指示により合焦要求があった場合は、前記第３のモードに遷移する
    ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮像装置。
14. 倍率調整用レンズと焦点調整用レンズとを有するレンズ群と、
    前記レンズ群の合焦状態を評価する焦点評価値を検出する焦点評価検出部と、
    前記レンズ群の合焦状態時におけるレンズ位置を示す予め定められたデータであるレンズ合焦軌跡データを記憶するレンズ合焦軌跡データ記憶部と、
    システムを制御するシステム制御部と、を備える撮像装置における撮像装置制御方法であって、
    前記システム制御部が、
    ユーザの指示により前記焦点調整用レンズが駆動された場合の被写体距離を基準被写体距離として基準被写体距離記憶部に記憶させるステップと、
    ユーザの指示により前記倍率調整用レンズが駆動された場合には、前記基準被写体距離に応じたレンズ合焦軌跡データに基づいて前記焦点調整用レンズを駆動させるステップと、
    前記基準被写体距離を更新せず前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定するステップと、
    前記レンズ群の合焦状態を自動的に設定するステップの後、前記倍率調整用レンズまたは前記焦点調整用レンズをユーザの指示に基づいて駆動するステップに遷移する場合には、前記基準被写体距離に応じたレンズ合焦軌跡データに基づいて前記焦点調整用レンズを駆動させるステップと、
    を実行することを特徴とする撮像装置制御方法。
15. 請求項１４に記載の撮像装置制御方法をコンピュータに実行させるための撮像装置制御プログラム。

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