JP7005252B2 - 制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、フォーカス制御を行う撮像装置に関する。

従来、撮像光学系または撮像装置が有する部材の温度変化に応じた膨張や収縮によるピント位置の変化を補正する技術が知られている。特許文献１には、検出された温度と基準となる温度との差分に応じてフォーカスレンズ及び変倍レンズの駆動を制御することで、ピント位置を補正する方法が開示されている。また、撮像装置の処理により生じた熱を放熱し、撮像装置内の温度を変化させる冷却ファンを搭載した撮像装置が知られている。

特開平８－２９２３５９号公報

特許文献１によれば、温度変化を考慮したピント位置の補正を行うことが可能である。しかしながら、特許文献１に開示された撮像装置では、放熱のための冷却ファンが撮像装置に搭載されている状況が考慮されていないため、冷却ファンを有する撮像装置においてピント位置の補正を良好に行うことができない場合があった。

例えば、撮像装置の冷却ファンが回転している場合には、撮像装置が検出する温度と、ピント位置のずれに大きく影響する撮像光学系の実際の温度とが乖離してしまう場合がある。このような場合において、単に撮像装置が検出した温度に基づいてピント位置を補正すると、かえってピント位置がずれてしまうことがあり得る。

そこで本発明は、撮像装置が温度を変化させる手段を有する場合であっても、温度変化に起因するピント位置のずれを良好に補正することが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを取得するデータ取得手段と、前記補正データに応じて温度変更手段の動作モードを変更するフォーカス制御手段とを有し、前記温度変更手段は冷却ファンであり、前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、前記フォーカス制御手段は、前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードを前記一定速度モードに設定し、前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードを前記自動モードに設定する。

本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを記憶する記憶手段と、前記記憶手段から前記補正データを取得するデータ取得手段と、冷却を行うための温度変更手段と、前記補正データに応じて前記温度変更手段の動作モードを変更するフォーカス制御手段とを有し、前記温度変更手段は冷却ファンであり、前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、前記フォーカス制御手段は、前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードを前記一定速度モードに設定し、前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードを前記自動モードに設定する。

本発明の他の側面としての制御方法は、温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを取得するステップと、前記補正データに応じて温度変更手段の動作モードを変更するステップとを有し、前記温度変更手段は冷却ファンであり、前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードは前記一定速度モードに設定され、前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードは前記自動モードに設定される。

本発明の他の側面としてのプログラムは、コンピュータに前記制御方法を実行させる。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、撮像装置が温度を変化させる手段を有する場合であっても、温度変化に起因するピント位置のずれを良好に補正することが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。

各実施形態における撮像装置のブロック図である。 各実施形態における撮像装置の構成図である。 各実施形態における冷却ファンの動作モードが自動モードのときの温度を示すグラフである。 第１実施形態における温度ピント補正処理を示すフローチャートである。 第１実施形態における冷却ファンの動作モード制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるフォーカス制御処理を示すフローチャートである。 各実施形態における冷却ファンの動作モードが低速モードに固定されているときの温度を示すグラフである。 第２実施形態における温度ピント補正処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態における撮像装置の内部構成について説明する。図１は、撮像装置１００のブロック図である。本実施形態では、特に、温度変化によるピントずれを補正するフォーカス制御方法について説明する。

撮像光学系は、光軸方向に移動して焦点距離を変更するズームレンズ（変倍レンズ）１、光軸方向に移動して焦点調節を行うフォーカスレンズ２、および、光量を調整する絞りユニット３を有する。撮像光学系を通過した光は、バンドパスフィルタ４およびカラーフィルタ５を介して、撮像素子６上に光学像としての被写体像を形成する。撮像素子６は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを有し、撮像光学系を介して形成された被写体像を光電変換する。ＡＧＣ７は、撮像素子６から出力されたアナログ電気信号（撮像信号）に対してゲイン調整を行う。Ａ／Ｄ変換器８は、ゲイン調整後のアナログ電気信号をデジタル信号に変換する。カメラ信号処理部９は、デジタル信号（デジタル撮像信号）に対して各種画像処理を行い、映像信号を生成する。映像信号は、通信部１０を介して撮像装置１００に有線または無線通信により接続された監視モニタ装置１６に出力されるとともに、撮像装置１００のズーム／フォーカス制御部１３に出力される。

ピント固定データ保持部１１は、合焦被写体距離に対応するピント位置を固定するモードであるピント位置固定モードのオン／オフおよびピント位置固定モードにおいて選択されたモードを示すモード情報を保持する。モード情報は、ユーザ（監視者）が操作する監視モニタ装置１６からの通信により、通信部１０およびズーム／フォーカス制御部１３を介してピント固定データ保持部１１に書き込まれる。モード情報は、ユーザの操作に起因するマニュアルフォーカス（ＭＦ）やオートフォーカス（ＡＦ）処理の完了時に、自動的に固定モードに遷移する。

ズーム／フォーカス制御部１３は、映像信号から算出した映像信号のコントラスト状態を示すコントラスト評価値を用いたフォーカス制御（ＡＦ制御）や、後述する温度ピント補正制御、および、冷却ファン１７の制御などを行う。ズーム／フォーカス制御部１３は、フォーカス駆動部１４を制御してフォーカスレンズ２を光軸方向に駆動する。またズーム／フォーカス制御部１３は、ズーム駆動部１５を制御してズームレンズ１を光軸方向に駆動する。

温度検出部（温度検出手段）１２は、撮像装置１００の温度を検出する。ズーム／フォーカス制御部１３は、所定時間ごとに温度検出部１２を通じて温度（温度情報）を取得し、温度の変化を監視する。温度検出部１２としては、サーミスタ等の温度センサが用いられる。冷却ファン（温度変更手段）１７は、撮像装置１００の内外の空気を循環させることにより、撮像装置１００の冷却を行う。冷却ファン１７の動作モードとして、高速モード、中速モード、低速モード、および、停止モードの４種類の一定速度モードと、これらのモードを温度検出部１２で検出した温度に応じて自動的に切り替える自動モードの合計５種類から選択可能である。デフォルトは自動モードに設定されている。

補正係数保持部（記憶手段）１８は、後述する温度ピント補正処理に用いる補正係数（補正データ）を保持（記憶）する。好ましくは、補正係数は、レンズ鏡筒２０（撮像光学系）の種類やズーム位置ごとに保持されている。レンズデータ保持部１９は、レンズＩＤやレンズ名称、シリアル番号などのレンズ識別情報や、フォーカスレンズ２やズームレンズ１の位置情報を保持する。

ズーム／フォーカス制御部１３は、データ取得手段１３ａおよびフォーカス制御手段１３ｂを有する。データ取得手段１３ａは、温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正係数（補正データ）を取得する。フォーカス制御手段１３ｂは、補正係数に応じて冷却ファン１７の動作モードを変更する。そしてフォーカス制御手段１３ｂは、温度検出部１２により検出された温度に基づいてフォーカス制御を行う。好ましくは、フォーカス制御手段１３ｂは、温度検出部１２により検出された温度変化量と補正係数とに基づいてフォーカス制御を行う。

次に、図２を参照して、撮像装置１００の機体構成について説明する。図２は、撮像装置１００の構成図である。撮像装置１００は、撮像装置本体２１と、撮像装置本体２１に着脱可能なレンズ鏡筒（交換レンズ）２０とを有する。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、撮像装置本体とレンズ鏡筒とが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。

レンズ鏡筒２０は、ズームレンズ１、フォーカスレンズ２、絞りユニット３、フォーカス駆動部１４、ズーム駆動部１５、および、レンズデータ保持部１９を有し、用途に応じて交換可能である。撮像装置本体２１は、レンズ鏡筒２０および監視モニタ装置１６以外の図１中の構成要素を含む。プロセッサ２３は、Ａ／Ｄ変換器８、カメラ信号処理部９、および、ズーム／フォーカス制御部１３を有する演算処理装置（ＣＰＵ）である。冷却ファン１７は、主にプロセッサ２３を冷却するために設けられており、温度検出部１２と共にプロセッサ２３の近傍に配置されている。冷却ファン１７が動作すると、吸気口２２から外気が吸気され、プロセッサ２３の周辺を通過して排気口２４から排気される。

次に、図３を参照して、本実施形態における補正処理（温度ピント補正処理）の原理について説明する。図３は、撮像装置１００の冷却ファン１７の動作モードが自動モードのときの温度（温度検出部１２により検出された温度ｔｅｍｐ＿ｓ、レンズ鏡筒２０の温度ｔｅｍｐ＿ｌ、環境温度ｔｅｍｐ＿ｅ）を示すグラフである。図３において、横軸は時間、縦軸は温度をそれぞれ示している。なお、本実施形態において環境温度とは、撮像装置１００が設置されている環境の温度、すなわち外部の温度である。

まず、温度ピント補正について説明する。レンズ鏡筒２０に温度変化が生じると、レンズ鏡筒２０に伸び縮みが発生し、その結果、ピントがずれてしまう。そこでズーム／フォーカス制御部１３は、温度検出部１２から温度を取得し、その温度変化量に応じた駆動量だけフォーカスレンズ２を駆動することにより、レンズ鏡筒２０の温度変化によるピントずれを補正することができる。この温度変化量に応じたピントずれの補正処理を、温度ピント補正処理と称する。温度ピント補正処理は、温度検出部１２で検出される温度ｔｅｍｐ＿ｓとレンズ鏡筒２０の温度ｔｅｍｐ＿ｌとに相関があることを前提としている。

ところが、冷却ファン１７により撮像装置１００の冷却が行われると、図３に示されるように、温度ｔｅｍｐ＿ｓと温度ｔｅｍｐ＿ｌとの相関が失われてしまうため、適切な補正処理を行うことができない。冷却ファン１７が自動モードに設定されている場合、ズーム／フォーカス制御部１３は、温度ｔｅｍｐ＿ｓに応じて冷却ファン１７の回転速度を自動的に切り替える。本実施形態において、冷却ファン１７の回転速度の切り替えに用いる閾値（閾値温度）をｆ＿ｔｈ１～ｆ＿ｔｈ４とし、ｆ＿ｔｈ１＝７０℃、ｆ＿ｔｈ２＝８０℃、ｆ＿ｔｈ３＝８５℃、ｆ＿ｔｈ４＝９０℃とそれぞれ設定する。

冷却ファン１７の回転速度は、停止状態が初期状態である。温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ２を超えると、ズーム／フォーカス制御部１３は、冷却のために冷却ファン１７の回転速度を低速回転に切り替える。冷却ファン１７の回転により温度ｔｅｍｐ＿ｓが下がり、温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ１未満となると、ズーム／フォーカス制御部１３は冷却ファン１７の回転を停止する。温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ３を超えた場合、ズーム／フォーカス制御部１３は冷却ファン１７を中速回転に切り替え、温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ１未満になるまでその回転速度を維持する。温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ１未満となると、ズーム／フォーカス制御部１３は冷却ファン１７の回転を停止する。同様に、ズーム／フォーカス制御部１３は、温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ４を超えると冷却ファン１７を高速回転に切り替え、温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ１未満となると冷却ファン１７の回転を停止する。

図３において、時間０～ｔ１において、温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ２（８０℃）を超えると冷却ファン１７が停止から低速回転に切り替わり、冷却が行われる。冷却によって温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ１（７０℃）を下回ると、冷却ファン１７は停止する。冷却ファン１７が停止すると、温度ｔｅｍｐ＿ｓは再び閾値ｆ＿ｔｈ２を超え、冷却ファン１７が低速回転に切り替わる。このように、冷却ファン１７が停止と低速回転とを繰り返すため、温度ｔｅｍｐ＿ｓのグラフは鋸型となる。

時間ｔ１～ｔ２において、環境温度ｔｅｍｐ＿ｅの上昇に伴い、温度ｔｅｍｐ＿ｓが閾値ｆ＿ｔｈ１を下回らなくなり、冷却ファン１７は低速回転を維持する。その結果、温度ｔｅｍｐ＿ｓのグラフは鋸型とはならず、レンズ鏡筒２０の温度ｔｅｍｐ＿ｌに略一致した相関の高い形状となる。なお、図３において、環境温度ｔｅｍｐ＿ｅとレンズ鏡筒２０の温度ｔｅｍｐ＿ｌは略同一であるとしている。

このように、温度ｔｅｍｐ＿ｓと温度ｔｅｍｐ＿ｌとの相関は、冷却ファン１７の動作モード（回転モード）に大きく影響される。すなわち、自動モードは静音性などの利点はあるものの、温度ピント補正には不向きである。特に、例えば交換式レンズの撮像装置等において、温度検出部１２がレンズ鏡筒と離れた位置に設置されている場合に顕著である。そこで本実施形態では、レンズ鏡筒２０の温度ピント補正量に応じて冷却ファン１７の動作モードを制御することにより、適切な温度ピント補正処理を行う。

次に、図４を参照して、本実施形態の温度ピント補正処理（フォーカス制御方法）について説明する。図４は、温度ピント補正処理（フォーカス制御方法）を示すフローチャートである。図４の各ステップは、ズーム／フォーカス制御部１３により実行される。すなわち、コンピュータであるズーム／フォーカス制御部１３は、コンピュータプログラムとしてのフォーカスプログラムに従って、温度ピント補正処理を定期的に実行する。本フローは、大きく分けてステップＳ４０１～Ｓ４０２の２ステップからなる。ステップＳ４０１は、冷却ファン１７の動作モードをレンズ鏡筒２０の温度ピント補正量に応じて制御する処理（冷却ファン１７の動作モード制御処理）である。ステップＳ４０２は、温度ピント補正のためのフォーカス制御を行う処理である。以下、各ステップについて詳細に説明する。

図５を参照して、ステップＳ４０１について詳述する。図５は、冷却ファン１７の動作モード制御処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ５０１において、ズーム／フォーカス制御部１３は、レンズデータ保持部１９からレンズ情報を取得し、装着レンズ、すなわち撮像装置１００に装着されているレンズ鏡筒２０を識別する。レンズ鏡筒２０の識別は、レンズＩＤやレンズ名称、シリアル番号等のレンズ情報に基づいて行われる。

続いてステップＳ５０２において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０１におけるレンズ識別結果に基づいて、補正係数保持部１８から補正係数（温度ピント補正係数）ｃｏｅｆを取得する。補正係数ｃｏｅｆは、予め測定された単位温度変化量あたりのフォーカス移動量（フォーカスレンズ２の移動量、すなわちフォーカス位置の変化量）である。本実施形態において、補正係数ｃｏｅｆは、以下の手順により予め測定されているものとして説明する。フォーカスレンズ２の移動量あたりのピントずれの大きさ（敏感度）は、レンズ鏡筒２０の種別に応じて異なるため、この測定はレンズ鏡筒２０の種別ごとに行われる。そして、この測定により、レンズ鏡筒２０の種別ごとに補正係数ｃｏｅｆが得られる。なお、補正係数ｃｏｅｆは補正係数保持部１８に予め記憶させても良いし、レンズデータ保持部１９が対応する補正係数ｃｏｅｆをズーム/フォーカス制御部１３に送信するようにしても良い。

以下、補正係数ｃｏｅｆの算出方法を説明する。まず、環境温度ｔｅｍｐ＿ｅをｔｅｍｐ＿ｌｏｗに設定し、ｔｅｍｐ＿ｌｏｗの環境下においてフォーカスレンズ２をＡＦまたはＭＦによりベストピント位置に合わせる。このときのフォーカス位置をｆｐｏｓ＿ｌｏｗとして記録する。次に、環境温度ｔｅｍｐ＿ｅをｔｅｍｐ＿ｈｉｇｈまで上昇させ、その環境下において同様にフォーカスレンズ２をベストピント位置に合わせる。このときのフォーカス位置をｆｐｏｓ＿ｈｉｇｈとして記憶する。この間、撮像装置１００および被写体はそれぞれ同じ位置にあるものとする。最後に、以下の式（１）により、補正係数（補正データ）ｃｏｅｆを算出する。

ｃｏｅｆ＝（ｆｐｏｓ＿ｈｉｇｈ－ｆｐｏｓ＿ｌｏｗ）／（ｔｅｍｐ＿ｈｉｇｈ－ｔｅｍｐ＿ｌｏｗ） … （１）
環境温度ｔｅｍｐ＿ｌｏｗ、ｔｅｍｐ＿ｈｉｇｈはそれぞれ、撮像装置１００の動作保障温度等に基づいて決定される。例えば動作保障温度が－５℃～５０℃であれば、ｔｅｍｐ＿ｌｏｗ＝－５℃、ｔｅｍｐ＿ｈｉｇｈ＝５０℃とする。

なお、ズームレンズの場合、ズーム位置ごとにピントずれが異なるため、補正係数ｃｏｅｆをズーム位置ごとに算出することが好ましい。例えば、ズーム位置が望遠側にあるほどピントずれが大きくなるため、補正係数ｃｏｅｆも大きくなる。このためズームレンズの場合、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０２にてズーム位置に応じた補正係数ｃｏｅｆを取得する。

続いてステップＳ５０３において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０２にて取得した補正係数ｃｏｅｆが、閾値ｃｏｅｆ＿ｔｈ以上であるか否かを判定する。補正係数ｃｏｅｆが閾値ｃｏｅｆ＿ｔｈ以上である場合、ステップＳ５０４に進む。一方、補正係数ｃｏｅｆが閾値ｃｏｅｆ＿ｔｈ未満である場合、ステップＳ５０５に進む。本実施形態では、レンズ鏡筒２０の温度が撮像装置１００の動作保障温度の下限から上限まで変化することを想定し、その際のピントずれが被写界深度内に収まるか否かを判定する。すなわち、閾値ｃｏｅｆ＿ｔｈは、被写界深度のフォーカス駆動量を動作保障温度の幅で割った値である。

続いてステップＳ５０４において、ズーム／フォーカス制御部１３は、冷却ファン１７の動作モードを一定速度モードに設定し、処理を終了する。本実施形態において、ズーム／フォーカス制御部１３は、一定速度モードとして低速モードに設定する。一定速度モードにおいて設定する動作モードは、撮像装置１００の使用想定環境に応じて変更することができる。例えば、温度の高い環境で使用される場合、一定速度モードとして高速モードに設定する。また、予めユーザにより一定速度モードにおける動作モードが設定されている場合、一定速度モードとして当該動作モードに設定するようにしても良い。

ステップＳ５０５において、ズーム／フォーカス制御部１３は、冷却ファン１７の動作モードを自動モードに設定し、処理を終了する。なお、ステップＳ５０３にて補正係数ｃｏｅｆが閾値ｃｏｅｆ＿ｔｈ未満であると判定された場合、ステップＳ４０２の温度ピント補正処理をスキップ（省略）してもよい。

このように本実施形態において、動作モードは、冷却ファン１７を一定速度で回転する一定速度モードと、冷却ファン１７の回転速度が可変である自動モードとを含む。フォーカス制御手段１３ｂは、補正係数が所定の閾値よりも大きい場合、動作モードを一定速度モードに設定する。一方、フォーカス制御手段１３ｂは、補正データが所定の閾値よりも小さい場合、動作モードを自動モードに設定する。

次に、図６を参照して、ステップＳ４０２について詳述する。図６は、温度ピント補正のためのフォーカス制御処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ６０１において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ピント位置固定モードが設定されているか否かを判定する。ピント位置固定モードが設定されている場合、ステップＳ６０５に進む。一方、ピント位置固定モードが設定されていない場合、ステップＳ６０２に進み、ピント位置固定モードが設定されるまでステップＳ６０１を繰り返す。ステップＳ６０２においてピント位置固定モードの設定が指示されると、ステップＳ６０３において、ズーム／フォーカス制御部１３は、温度検出部１２から現在の温度ｔｅｍｐ＿ｂａｓｅを取得する。続いてステップＳ６０４において、ズーム／フォーカス制御部１３は、レンズデータ保持部１９から現在のフォーカス位置ｆｐｏｓ＿ｂａｓｅを取得する。

なお、本制御処理が撮像装置１００の起動後に初めて実行されたときにピント位置固定モードであった場合、現在の温度ｔｅｍｐ＿ｂａｓｅは撮像装置１００の起動時の温度で初期化される。同様に、現在のフォーカス位置ｆｐｏｓ＿ｂａｓｅは、撮像装置１００の起動時のフォーカス位置で初期化される。

ステップＳ６０５において、ズーム／フォーカス制御部１３は、温度検出部１２から現在の温度ｔｅｍｐ＿ｎｏｗを取得する。続いてステップＳ６０６において、ズーム／フォーカス制御部１３は、以下の式（２）に従って、温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆを算出する。

ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆ＝ｔｅｍｐ＿ｎｏｗ－ｔｅｍｐ＿ｂａｓｅ … （２）
次に、ステップＳ６０７において、ズーム／フォーカス制御部１３は、温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆが所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈ以上か否かを判定する。なお本実施形態において、所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈは５℃に設定されているが、これに限定されるものではない。所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈは、温度ピント補正処理の頻度に影響する。このため、温度ピント補正係数が大きいレンズやズーム位置ほど、所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈが低くなるように設定し、頻繁に補正処理を行うようにしてもよい。温度ピント補正係数が大きいレンズレンズは、例えば、レンズ鏡筒を構成する部材の膨張率および縮小率の少なくとも一方がより大きいレンズである。このような部材の一例として、プラスチック材料を用いた部材が挙げられる。また、温度ピント補正係数が大きいズーム位置は、より望遠側のズーム位置である。これは、望遠側のほうがピント状態の変化が目立ちやすいためである。

温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆが所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈ未満である場合、本処理を終了する。一方、温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆが所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈ以上である場合、ステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８において、ズーム／フォーカス制御部１３は、以下の式（３）に従って、補正量ｃ＿ａｍｏｕｎｔを算出する。

ｃ＿ａｍｏｕｎｔ＝ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆ×ｃｏｅｆ … （３）
続いてステップＳ６０９において、ズーム／フォーカス制御部１３は、以下の式（４）に従って、フォーカスレンズ２の駆動目標位置ｆｐｏｓ＿ｔａｒｇｅｔ（目標フォーカス位置）を算出する。

ｆｐｏｓ＿ｔａｒｇｅｔ＝ｃ＿ａｍｏｕｎｔ＋ｆｐｏｓ＿ｂａｓｅ … （４）
続いてステップＳ６１０において、ズーム／フォーカス制御部１３は、以下の式（５）に従って、フォーカス駆動部１４に与えるフォーカス駆動量ｄ＿ａｍｏｕｎｔを算出する。

ｄ＿ａｍｏｕｎｔ＝ｆｐｏｓ＿ｔａｒｇｅｔ－ｆｐｏｓ＿ｎｏｗ … （５）
式（５）において、ｆｐｏｓ＿ｎｏｗはレンズデータ保持部１９から取得した現在のフォーカス位置である。

最後に、ステップＳ６１１において、ズーム／フォーカス制御部１３は、フォーカス駆動部１４に対して、駆動命令とともにステップＳ６１０にて算出したフォーカス駆動量ｄ＿ａｍｏｕｎｔを送信し、フォーカスレンズ２を駆動する（フォーカス制御を行う）。

このように本実施形態では、フォーカス制御手段１３ｂは、温度検出部１２で検出された温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆが所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈよりも大きい場合、温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆと補正係数ｃｏｅｆとに基づいてフォーカス制御を行う。一方、温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆが所定の温度変化量ｔｅｍｐ＿ｔｈよりも小さい場合、温度変化量ｔｅｍｐ＿ｄｉｆｆと補正係数ｃｏｅｆとに基づくフォーカス制御を行わない。

図７は、冷却ファン１７の動作モードが低速モードに固定されているときの温度を示すグラフである。本実施形態によれば、温度変化によるピントずれの大きいレンズやズーム位置では冷却ファンの回転速度が固定される。その結果、図７に示されるように温度検出部１２から取得される温度ｔｅｍｐ＿ｓとレンズ鏡筒２０の温度ｔｅｍｐ＿ｌとの相関が高くなるため、温度ピント補正をより好適に行うことができる。一方、それ以外のレンズまたはズーム位置では、冷却ファン１７の動作モードが自動モードとなるため、静音性等の点で優位なファン制御が行われる。

なお本実施形態では、レンズに応じて冷却ファン１７の動作モードを常に一定速度モード（低速モード）に固定する例を示したが、演算量が大きい場合など、プロセッサ２３にかかる負荷によっては、一時的に発熱量が大きくなることも考えられる。そのような場合、冷却ファン１７の回転速度を一時的により高速な速度に設定するモードに遷移させ、プロセッサ２３の冷却を優先してもよい。その間は温度ピント補正処理を一時的に停止し、プロセッサ２３の冷却が完了してから再開させることが好ましい。

また本実施形態では、温度ピント補正係数に基づく固定量のフォーカス駆動により補正を行う例を示したが、ステップＳ６０８～Ｓ６１１に代えて一般的なＡＦ制御を行うことで、ピント位置を補正してもよい。これにより、温度変化によるピントずれ量にばらつきがある場合でも良好な補正を行うことができる。また本実施形態において、温度ピント補正係数は、同一レンズであっても絞り値（Ｆ値）に応じて変えてもよい。その場合、Ｆ値が低いときほどピントずれが目立ちやすくなるため、補正係数を大きくすることが好ましい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態では、レンズ鏡筒に応じて冷却ファンの動作モードを一定速度モードに切り替えて温度ピント補正処理を行う例を示した。しかし、レンズ鏡筒が交換された場合などで冷却ファンの動作モードが変更された場合、その直後は温度センサから得られる温度と環境温度との相関が低くなる。その結果、不適切な温度ピント補正処理を行ってしまい、かえって逆効果となる可能性がある。

そこで本実施形態では、冷却ファンの動作モードが変更されたか否かに応じた処理を行うことにより、レンズ交換式の撮像装置においてより好適な温度ピント補正処理を行う方法について説明する。本実施形態では、交換される前のレンズ鏡筒を第１のレンズ鏡筒、交換された後のレンズ鏡筒を第２のレンズ鏡筒とも称する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８を参照して、本実施形態の温度ピント補正処理（フォーカス制御方法）について説明する。図８は、温度ピント補正処理（フォーカス制御方法）を示すフローチャートである。図８の各ステップは、ズーム／フォーカス制御部１３により実行される。

まずステップＳ８０１において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０１と同様の方法により、装着されたレンズ鏡筒２０を識別する。続いてステップＳ８０２において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０２と同様の方法により、温度ピント補正係数を取得する。続いてステップＳ８０３において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０３と同様の方法により、温度ピント補正係数が閾値以上か否かを判定する。補正ピント補正係数が閾値以上である場合、ステップＳ８０４に進む。一方、補正ピント補正係数が閾値未満である場合、ステップＳ８１０に進む。

ステップＳ８０４において、ズーム／フォーカス制御部１３は、冷却ファン１７の現在の動作モード（回転モード）の回転数が、温度ピント補正処理用に設定する動作モード（補正用動作モード）の回転数以下か否かを判定する。ここで、現在の動作モードとは、第１のレンズ鏡筒に対応して設定された動作モードである。また、温度ピント補正処理用に設定する動作モードとは、第２のレンズ鏡筒に対応して設定された動作モードである。動作モードの大小関係は、冷却ファン１７の回転速度が大きいほうから順に、高速モード、中速モード、低速モード、および、停止モードである。自動モードの場合、そのときに自動的に設定されている動作モードに基づいて判定が行われる。現在の動作モードが補正用動作モード以下である場合、ステップＳ８０５に進む。一方、現在の動作モードが補正用動作モードより大きい場合、ステップＳ８１１に進む。

ステップＳ８０５において、ズーム／フォーカス制御部１３は、現在の動作モードを内部メモリ等の記憶部に記憶する。自動モードの場合、現在の動作モードが自動モードであるとして記憶される。続いてステップＳ８０６において、ズーム／フォーカス制御部１３は、ステップＳ５０４と同様の方法により、冷却ファン１７の動作モードを一定速度モードに設定する。続いてステップＳ８０７において、ステップＳ８０５にて記憶した動作モードと、ステップＳ８０６にて設定した動作モードとが同じか否かを判定する。これらの動作モードが同じである場合、ステップＳ８０８に進む。一方、これらの動作モードが異なる場合、ステップＳ８０９に進む。

ステップＳ８０８において、ズーム／フォーカス制御部１３は、温度ピント補正用のフォーカス制御処理を行う。フォーカス制御処理の内容は、ステップＳ４０２と同様である。

ステップＳ８０９において、ズーム／フォーカス制御部１３は、一定時間、処理のウェイトを行う（ウェイト時間を設ける）。これは、冷却ファン１７の動作モードが変わったことに起因する温度検出部１２の温度変化中に、温度ピント補正処理が行われないようにするためである。ウェイト時間は、予め測定した値に基づいて設定される。例えば、温度検出部１２の温度が一定値となるように安定した状態にした後、冷却ファン１７の動作モードを変更してから再び安定状態に戻るまでの時間を所定時間として予め測定しておけばよい。

ステップＳ８１０において、ズーム／フォーカス制御部１３は、冷却ファン１７の動作モードをステップＳ８０６にて記憶した動作モードに設定し（動作モードを元の設定に戻し）、本処理を終了する。

ステップＳ８１１において、ズーム／フォーカス制御部１３は、冷却ファン１７の現在の動作モードが一定速度モードか否かを判定する。現在の動作モードが一定速度モードである場合、ステップＳ８０８に進む。一方、現在の動作モードが一定速度モードでない場合、すなわち自動モードの場合、本処理を終了する。

本実施形態によれば、冷却ファン１７の動作モードが変化した場合において、温度検出部１２で検出される温度が安定状態になるまでは温度ピント補正処理を行わないよう制御する。これにより、冷却ファン１７の動作モードの変化に起因した温度変化による不必要な補正を回避することができ、より好適な温度ピント補正処理を行うことができる。

なお各実施形態は、温度変更手段が冷却ファンであるとして説明したが、これには限定されるものではなく、ヒータや水冷装置などの他の温度変動手段にも適用可能である。また各実施形態では、交換レンズの場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、レンズ一体型の撮像装置にも適用可能である。

（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。

各実施形態によれば、撮像光学系の温度変化に起因するピントずれを簡易な構成で良好に補正することが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１３ ズーム／フォーカス制御部（制御装置）
１３ａ データ取得手段
１３ｂ フォーカス制御手段

Claims (13)

1. 温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを取得するデータ取得手段と、
   前記補正データに応じて温度変更手段の動作モードを変更するフォーカス制御手段と、を有し、
   前記温度変更手段は冷却ファンであり、
   前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、
   前記フォーカス制御手段は、
   前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードを前記一定速度モードに設定し、
   前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードを前記自動モードに設定することを特徴とする制御装置。
2. 前記補正データを記憶する記憶手段を更に有し、
   前記データ取得手段は、前記記憶手段に記憶された前記補正データを取得することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記フォーカス制御手段は、温度検出手段により検出された温度に基づいてフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記フォーカス制御手段は、前記温度検出手段により検出された温度変化量と前記補正データとに基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
5. 前記フォーカス制御手段は、
   前記温度検出手段により検出された前記温度変化量が所定の温度変化量よりも大きい場合、前記温度変化量と前記補正データとに基づいて前記フォーカス制御を行い、
   前記温度変化量が前記所定の温度変化量よりも小さい場合、前記温度変化量と前記補正データとに基づく前記フォーカス制御を行わないことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記フォーカス制御手段は、前記温度検出手段により検出された前記温度変化量と前記補正データとに基づいてＡＦ制御を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の制御装置。
7. 前記フォーカス制御手段は、前記温度変更手段の前記動作モードが変更された場合、所定時間の間、前記補正データに基づく前記フォーカス制御を行わないことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記補正データは、レンズ鏡筒の種類に応じて異なることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記補正データは、レンズ鏡筒のズーム位置に応じて異なることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記補正データは、レンズ鏡筒のＦ値に応じて異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換する撮像素子と、
    温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段から前記補正データを取得するデータ取得手段と、
    温度を変更するための温度変更手段と、
    前記補正データに応じて前記温度変更手段の動作モードを変更するフォーカス制御手段と、を有し、
    前記温度変更手段は冷却ファンであり、
    前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、
    前記フォーカス制御手段は、
    前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードを前記一定速度モードに設定し、
    前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードを前記自動モードに設定することを特徴とする撮像装置。
12. 温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを取得するステップと、
    前記補正データに応じて温度変更手段の動作モードを変更するステップと、を有し、
    前記温度変更手段は冷却ファンであり、
    前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、
    前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードは前記一定速度モードに設定され、
    前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードは前記自動モードに設定されることを特徴とする制御方法。
13. 温度変化量とフォーカス移動量との関係を示す補正データを取得するステップと、
    前記補正データに応じて温度変更手段の動作モードを変更するステップと、をコンピュータに実行させ、
    前記温度変更手段は冷却ファンであり、
    前記動作モードは、前記冷却ファンを一定速度で回転する一定速度モードと、前記冷却ファンの回転速度が可変である自動モードとを含み、
    前記補正データが所定の閾値よりも大きい場合、前記動作モードは前記一定速度モードに設定され、
    前記補正データが前記所定の閾値よりも小さい場合、前記動作モードは前記自動モードに設定されることを特徴とするプログラム。

Images