ズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラム
【課題】監視カメラやビデオカメラなどにおいて、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正する。
【解決手段】被写界深度判定部１５５が、切替先バリエータレンズ位置とあらかじめ記憶部１３０に登録されている被写界深度の閾値とを比較し、前記切替先バリエータレンズ位置が被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する。この結果により、バリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレの有無を判定できる。そして、被写界深度判定部１５５の判定結果により、バリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレがあることが判明した場合に、バリエータレンズ１０２を直接移動させることにより補正する。
【解決手段】被写界深度判定部１５５が、切替先バリエータレンズ位置とあらかじめ記憶部１３０に登録されている被写界深度の閾値とを比較し、前記切替先バリエータレンズ位置が被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する。この結果により、バリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレの有無を判定できる。そして、被写界深度判定部１５５の判定結果により、バリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレがあることが判明した場合に、バリエータレンズ１０２を直接移動させることにより補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視カメラやビデオカメラなどに用いられるズームレンズのバリエータレンズやフォーカスレンズの位置制御を行うズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラやビデオカメラなどで、異なる距離の被写体を撮影する機能として、プリセット機能がある。プリセット機能とは、ズームレンズのバリエータレンズ位置、フォーカスレンズ位置を任意の箇所で記憶しておき、プリセット位置を切り替えるたびに前記バリエータレンズ位置や前記フォーカスレンズ位置を読み出し、所定の位置にズームレンズのバリエータレンズやフォーカスレンズを移動させるものである。
【０００３】
プリセット機能では、記憶されているバリエータレンズ位置、フォーカスレンズ位置に対して、ズームレンズのバリエータレンズやフォーカスレンズを誤差なく駆動させ停止させることが理想である。しかし、実際は、モータをはじめとする各駆動手段のヒステリシスや回路出力誤差などにより、バリエータレンズやフォーカスレンズの停止位置精度にばらつきが生じる。このばらつきは、レンズを通した撮影画像上では、被写界深度が深ければピントボケとして目立つことはないが、被写界深度が浅い場合にはピントボケがはっきり目立つ。
【０００４】
このようなピントボケを回避するため、プリセット位置の切り替え後、すなわちバリエータレンズ、フォーカスレンズを切替先位置に移動させた後に、オートフォーカス処理を行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５６８４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７８５８２号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、バリエータレンズは、変倍スピードの上昇が求められていることと、フォーカスレンズの位置精度の要求に比べて高分解能が求められていないことを理由として、フォーカスレンズと比べて、モータの送り精度が大きく設定されている。モータの送り精度が大きいということは、バリエータレンズは停止位置ズレが発生しやすいということを意味する。このようなバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケの発生を解消するために、オートフォーカス処理を行うことは大変有効である。
【０００７】
図５は、従来のオートフォーカスの手法を説明するための図である。図５に示すオートフォーカスの手法は、いわゆる山登り制御といわれるもので、上記各特許文献１〜３に記載の技術をはじめとして従来から広く行われているものである。山登り制御とは、図５に示すように、撮影画像のコントラストが最大値となる位置（これをピント位置という）を検出するために、フォーカスレンズを前記ピント位置をまたぐように往復させ、徐々に前記ピント位置に収束させる手法である。
【０００８】
しかし、従来のオートフォーカス処理では、停止位置ズレが発生しているバリエータレンズではなく、フォーカスレンズを移動させてピントを合わせるので、プリセットを繰り返し行えば行うほど、バリエータレンズの位置ズレが大きくなる。この結果、ピントボケはいうに及ばず、撮影画像の倍率が設定値から大きくズレてしまうという問題が発生する。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを容易に補正できるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるズームレンズ制御装置は、プリセット機能を有するズームレンズ制御装置であって、ズームレンズを駆動させる駆動手段と、前記ズームレンズを介して得られた撮影画像を映像信号に変換する映像信号変換手段と、切替先のプリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得手段と、前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置を算出するバリエータレンズ位置算出手段と、前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置を算出するフォーカスレンズ位置算出手段と、前記切替先バリエータレンズ位置と所定の被写界深度の閾値とを比較し、前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定手段と、前記被写界深度判定手段により前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にないと判断した場合に、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのバリエータレンズのみによるオートフォーカス処理を実行するバリエータオートフォーカス処理手段と、前記映像信号変換手段から取得した映像信号をもとに、撮影画像のコントラストが最大となっているか否かの判定を行い、前記撮影画像のコントラストが最大となっている場合に前記バリエータオートフォーカス処理手段の動作を停止させる最大コントラスト判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明にかかるズームレンズ制御装置は、上記に記載の発明において、さらに、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのフォーカスレンズによるオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、請求項１に記載の発明によるバリエータオートフォーカス処理を行っても解消できないピントボケを改善することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明にかかるズームレンズ制御装置は、上記に記載の発明において、さらに、記憶手段を備え、前記記憶手段には前記プリセット位置情報や前記所定の被写界深度の閾値などが記憶されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、装置内部に必要とされるプリセット位置情報や所定の被写界深度の閾値などを登録しておくことができるため、処理効率を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項４の発明にかかるズームレンズ制御装置は、上記に記載の発明において、さらに、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置を切り替えるオートプリセット切替手段を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置の切り替えが可能になる。
【００１８】
また、請求項５の発明にかかるズームレンズ制御方法は、切替先プリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得工程と、前記切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置を算出する切替先位置算出工程と、前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定工程と、前記被写界深度判定工程により前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にないと判定された場合に、前記切替先バリエータレンズ位置および前記切替先フォーカスレンズ位置に対応するようにズームレンズの状態を仮設定するズームレンズ仮設定工程と、前記ズームレンズ仮設定工程により仮設定されたズームレンズに対してバリエータレンズのみを用いてオートフォーカス処理を行うバリエータオートフォーカス処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正することができる。
【００２０】
また、請求項６の発明にかかるズームレンズ制御プログラムは、請求項５に記載のズームレンズ制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、請求項５に記載のズームレンズ制御方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムを提供できる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムによれば、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
（ズームレンズ制御装置の機能的構成）
図１は、この発明の実施の形態にかかるズームレンズ制御装置の機能的構成を示す図である。このズームレンズ制御装置１００は、ズームレンズ１０１を駆動させる駆動部１１０と、ズームレンズ１０１を介して得られた像を映像信号に変換する映像信号変換部１２０と、ズームレンズ１０１を制御するための各種情報を記憶する記憶部１３０と、プリセット切り替え動作などを実行させる操作部１４０と、ズームレンズ１０１のアイリス（絞り）１０４の開閉動作を実行させるアイリス操作部１４１と、ズームレンズ１０１の制御データを生成する制御部１５０と、を備えている。
【００２５】
駆動部１１０は、ズームレンズ１０１の変倍をつかさどるバリエータレンズ１０２を駆動させるバリエータレンズ駆動モータ１１１と、ズームレンズ１０１のフォーカシングをつかさどるフォーカスレンズ１０３を駆動させるフォーカスレンズ駆動モータ１１２と、バリエータレンズ駆動モータ１１１およびフォーカスレンズ駆動モータ１１２の駆動を制御するモータドライバ１１３と、を備えている。
【００２６】
映像信号変換部１２０は、ズームレンズ１０１を介して得られた像を映像信号に変換する撮像素子１２１と、撮像素子１２１からの映像信号を制御部１５０へ入力するための映像信号インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２と、を備えている。
【００２７】
記憶部１３０は、ズームレンズ１０１を制御するための各種情報（たとえば、プリセット位置情報や所定の被写界深度の閾値など）を記憶する。この記憶部１３０は、ＥＥＰＲＯＭ１３１や、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３などからなっている。なお、この記憶部１３０は、制御部１５０の外部に設けてもよいし、制御部１５０の内部に設けることもできる。また、ＥＥＰＲＯＭ１３１を制御部１５０の外部に、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３を制御部１５０の内部に設けることもできる。
【００２８】
制御部１５０は、検出部１５１と、プリセット位置情報取得部１５２と、バリエータレンズ位置算出部１５３と、フォーカスレンズ位置算出部１５４と、被写界深度判定部１５５と、最大コントラスト判定部１５６と、バリエータオートフォーカス処理部１５７と、オートフォーカス処理部１５８と、オートプリセット切替部１５９と、アイリス駆動部１６０と、マニュアルアイリス制御部１６１と、オートアイリス制御部１６２と、を備えている。
【００２９】
検出部１５１は、操作部１４０からプリセット切り替え指示が入力されたことを検出する。プリセット位置情報取得部１５２は、検出部１５１がプリセット切り替え指示の入力を検出した際に記憶部１３０からあらかじめ登録されている切替先プリセット位置情報を取得する。プリセット位置情報取得部１５２が取得するプリセット位置情報であるが、操作部１４０が操作されるたびに、記憶部１３０に登録されているプリセット位置情報を登録順（たとえば、１，２，３，４，・・・と昇順、または・・・，４，３，２，１と降順）に取得するものでも、記憶部１３０に登録されているプリセット位置情報が一括でモニタ画面（不図示）などに表示され、切り替えたいプリセット位置を直接指定できるようなものでもよい。また、オートプリセット切替部１５９を設け、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置を切り替えるようなオートプリセット機能を実行するものであってもよい。
【００３０】
バリエータレンズ位置算出部１５３は、プリセット位置情報取得部１５２が取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置（バリエータレンズ１０２の切替先位置）を算出する。フォーカスレンズ位置算出部１５４は、プリセット位置情報取得部１５２が取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置情報（フォーカスレンズ１０３の切替先位置）を算出する。
【００３１】
次に、被写界深度判定部１５５が切替先バリエータレンズ位置と被写界深度とを比較することになるが、被写界深度判定部１５５の動作を説明する前に、バリエータレンズ１０２の位置およびフォーカスレンズ１０３の位置と被写界深度との関係について説明する。一般に、バリエータレンズ１０２（またはフォーカスレンズ１０３）の位置が望遠側にある場合は被写界深度が浅く、バリエータレンズ１０２（またはフォーカスレンズ１０３）の位置が広角側にある場合は被写界深度が深くなる。バリエータレンズ１０２やフォーカスレンズ１０３の停止位置のばらつきは、バリエータレンズ駆動モータ１１１、フォーカスレンズ駆動モータ１１２のヒステリシスや、モータドライバ１１３の出力誤差などによって生じることから、あらかじめ予測することが可能である。そこで、以下のようにあらかじめ被写界深度と各レンズの停止位置の許容範囲との関係を求めておく。
【００３２】
図２は、バリエータレンズおよびフォーカスレンズの特性を示すグラフである。図２に示すグラフから、フォーカスレンズ１０３に関しては全可動範囲で光学要求値（被写界深度）を満足するが、バリエータレンズ１０２は光学要求値（被写界深度）を満足しない位置が生じることが分かる。そこで、この実施の形態では、フォーカスレンズ１０３とその光学要求値に関しては問題とせず、バリエータレンズ１０２とその光学要求値のみを取り上げることにする。
【００３３】
図３は、光学要求値（被写界深度）とバリエータレンズおよびフォーカスレンズ停止位置の許容範囲との関係を説明するための図である。この実施の形態では、まず、バリエータレンズ１０２の全可動範囲内における停止位置の範囲を、バリエータレンズ駆動モータ１１１のヒステリシスやモータドライバ１１３の出力誤差などを考慮して求める。そして、これに、光学要求値（被写界深度）を重ねあわせる（図３の上側のグラフ）。このグラフから、Ａの範囲では、光学要求値＞停止位置となっているので、バリエータレンズ１０２の停止位置がばらついていてもピントは合っている（実使用上支障はない程度）という特性が導き出せる。一方、Ｂの範囲では、光学要求値＜停止位置となっているので、バリエータレンズ１０２の停止位置がばらつくとピントがボケるという特性が導き出せる。これより、バリエータレンズ１０２の位置に対する被写界深度の閾値Ｃを求めることができる。この結果、切替先のバリエータレンズ１０２の位置が閾値Ｃのどちらかにあるかを判定し、切替先のバリエータレンズ１０２の位置がＡの範囲内にあれば（すなわち閾値Ｃ内にある）バリエータレンズ１０２をその位置に固定する。一方、切替先のバリエータレンズ１０２の位置がＢの範囲内にあれば（すなわち閾値Ｃ外にある）バリエータレンズ１０２をまず当該位置に移動させた後に、バリエータレンズ１０２でいわゆる山登り制御を実行してピント調整を行う。
【００３４】
以上のように、この実施の形態では、バリエータレンズ１０２の実際の停止位置と被写界深度との関係から撮像画像にピントボケが許容できるものか否かを判定し、許容できない程度のものであった場合に限りバリエータレンズ１０２の位置補正を行ってピント調整を行うものとした。
【００３５】
また、バリエータレンズ１０２は、本来変倍をつかさどるものであるため、その位置がズレると設定倍率にズレが生じることになる。このため、ピント調整のために行うバリエータレンズ１０２の位置補正が同時に設定倍率のズレを補正することになる。
【００３６】
ところで、被写界深度はアイリス１０４の位置によっても変化するが、被写界深度が一番浅くなるのはアイリス１０４が開放状態のときである。また、ピントが合っていると判断できる範囲が一番狭くなるのは、被写界深度が一番浅いときである。そこで、アイリス１０４を開放し被写界深度が一番浅い状態で被写界深度と各レンズの停止位置との関係の測定を開始すればよい。このようにすれば、仮に像の明るさが増しアイリス１０４を徐々に閉じていくような状態になっても、ピントが合っていると判断できる範囲は広くなる傾向になり、ピント合わせの精度が劣化するようなことはない。なお、アイリス１０４を絞った状態で被写界深度と各レンズの停止位置との関係の測定を開始すると、像が暗くなりアイリス１０４を徐々に開いていくような状態になった場合、ピントが合っていると判断できる範囲がだんだん狭くなる傾向になり、ピント合わせが困難になる。また、アイリス１０４の位置によるピントボケが発生するおそれが大きくなる。以上から、この実施の形態では、アイリス１０４を開放状態で、被写界深度と各レンズの停止位置との関係を求めることにする。
【００３７】
そこで、制御部１５０は、アイリス１０４を駆動させるアイリス駆動部１６０と、アイリス操作部１４１からアイリス制御指示が入力されたことを検出すると、アイリス駆動部１６０を介してアイリス１０４の開閉を制御するマニュアルアイリス制御部１６１と、を備えている。また、制御部１５０は、映像信号変換部１２０から送られた映像信号から像の明るさを判断し、その像の明るさに基づいて、アイリス駆動部１６０を介してアイリス１０４の開閉を制御するオートアイリス制御部１６２も備えている。
【００３８】
被写界深度判定部１５５は、切替先バリエータレンズ位置とあらかじめ記憶部１３０に登録されている被写界深度の閾値とを比較し、切替先バリエータレンズ位置が被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する。この結果、切替先バリエータレンズ位置が被写界深度の閾値内にある場合は、切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置の情報をそのままモータドライバ１１３へ送り、この情報に基づき、バリエータレンズ駆動モータ１１１およびフォーカスレンズ駆動モータ１１２を制御し、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先プリセット位置へ移動させる。一方、切替先ズーム位置が被写界深度の閾値内にない場合は、上記と同様に、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先プリセット位置へ移動させた後、後述するバリエータオートフォーカス処理を実行する。
【００３９】
最大コントラスト判定部１５６は、映像信号変換部１２０から送られてくる映像信号をもとに、撮影画像のコントラストが最大となっているか否かの判定を行う。
【００４０】
バリエータオートフォーカス処理部１５７は、モータドライバ１１３を制御して、バリエータレンズ１０２を駆動させる。そして、最大コントラスト判定部１５６が撮影画像のコントラストが最大となったと判定すると、直ちにバリエータレンズ１０２の駆動を停止させる。この結果、バリエータレンズ１０２が撮影画像のコントラストが最大値となる位置（ピント位置）に固定され、バリエータレンズ１０２によるオートフォーカス処理（バリエータオートフォーカス処理）が終了する。この実施の形態では、いわゆる山登り制御を実行することで、バリエータレンズ１０２によるピント位置を検出する。
【００４１】
オートフォーカス処理部１５８は、前述のバリエータオートフォーカス処理を行ってもピントボケを解消できなかった場合に駆動される。すなわち、オートフォーカス処理部１５８は、モータドライバ１１３を制御して、フォーカスレンズ１０３を駆動させる。そして、最大コントラスト判定部１５６が撮影画像のコントラストが最大となった判定すると、直ちにフォーカスレンズ１０３の駆動を停止させる。この結果、バリエータレンズ１０２が撮影画像のコントラストが最大値となる位置（ピント位置）に固定され、オートフォーカス処理が終了する。ここでも、いわゆる山登り制御を実行することでピント位置を検出する。
【００４２】
以上のようにして、このズームレンズ制御装置１００は、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを、直接バリエータレンズ１０２を移動させる（バリエータオートフォーカス処理）ことにより補正する。したがって、バリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正できる。また、ズームレンズ制御装置１００によるバリエータオートフォーカス処理は、実使用上支障をきたす程度にピントボケが発生した場合にのみ実行されるので、所望の撮影画像が得られるまでの時間を短縮し、効率的な撮影を行うことができるようになる。
【００４３】
このズームレンズ制御装置１００の処理は、あらかじめ登録されているプリセット位置情報に基づいて実行されるが、プリセット位置情報の登録の手法は、従来技術と同様であるため、説明は省略した。
【００４４】
また、ズームレンズ制御装置１００の制御部１５０の機能は、ＣＰＵに所定のプログラムを実行させることで代替することも可能である。
【００４５】
（ズームレンズ制御の処理手順）
図４は、ズームレンズ制御の処理手順を示すフローチャートである。以下、この図４のフローチャートに基づいて、ズームレンズ制御装置１００が実行するズームレンズ制御の処理手順を説明する。
【００４６】
図４のフローチャートにおいて、まず、切替先プリセット位置情報を取得する（ステップＳ４０１）。この処理は、前述のプリセット位置情報取得部１５２の処理により実行される。
【００４７】
次に、切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置を算出する（ステップＳ４０２）。ここでは、前述のバリエータレンズ位置算出部１５３の処理により、ステップＳ４０１で取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置（バリエータレンズ１０２の切替先位置）を算出する。同様に、前述したフォーカスレンズ位置算出部１５４の処理により、ステップＳ４０１で取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置（フォーカスレンズ１０３の切替先位置）を算出する。
【００４８】
次に、切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここでは、前述の被写界深度判定部１５５の処理により、切替先バリエータレンズ位置と、あらかじめ記憶部１３０に登録されているバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値（図３の閾値Ｃ）とを比較し、切替先バリエータレンズ位置が当該被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する。ここで、切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にない場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）は、所定の状態にズームレンズ１０１を仮設定する（ステップＳ４０４）。ここでは、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先位置へ移動させる。そして、バリエータオートフォーカス処理によるピントあわせを行う（ステップＳ４０５）。この処理は、前述のように、最大コントラスト判定部１５６とバリエータオートフォーカス処理部１５７により行われる。
【００４９】
一方、ステップＳ４０３において切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にある場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）は、所定の状態にズームレンズ１０１を設定する（ステップＳ４０６）。具体的には、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先位置に移動させ固定する。
【００５０】
この実施の形態では、上記のような処理を実行することで、変倍をつかさどるバリエータレンズ１０２を移動させてズームレンズ１０１のピント調整を行うが、以下、図３を参照しながら、具体的なズームレンズ１０１の制御例を説明する。
【００５１】
第１例：現在のバリエータレンズ位置（１）からプリセット切り替えで（２）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（２）を算出し、（２）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（２）の位置は閾値Ｃ外にあるので、バリエータレンズ１０２を（２）の位置へ移動させた後、バリエータオートフォーカス処理を実行する。
【００５２】
第２例：現在のバリエータレンズ位置（３）からプリセット切り替えで（４）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（４）を算出し、（４）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（４）の位置は閾値Ｃ内にあるので、バリエータレンズ１０２を（４）の位置へ移動させ固定する（バリエータオートフォーカス処理は行わない）。
【００５３】
第３例：現在のバリエータレンズ位置（５）からプリセット切り替えで（６）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（６）を算出し、（６）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（６）の位置は閾値Ｃ外にあるので、バリエータレンズ１０２を（６）の位置へ移動させた後、バリエータオートフォーカス処理を実行する。
【００５４】
第４例：現在のバリエータレンズ位置（７）からプリセット切り替えで（８）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（８）を算出し、（８）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（８）の位置は閾値Ｃ内にあるので、バリエータレンズ１０２を（８）の位置へ移動させ固定する（バリエータオートフォーカス処理は行わない）。
【００５５】
以上説明したように、この実施の形態にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムでは、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを直接バリエータレンズを移動させて補正することで解消する。このため、簡易な操作で、ピントボケや設定倍率のズレを的確に補正できる。
【００５６】
また、フォーカスレンズを用いたオートフォーカス処理は、ズームレンズのプリセット切り替え後は、バリエータレンズによる調整では解消できない程度のピントボケが生じた場合以外は行わない。このため、プリセット切り替え後必ずオートフォーカス処理を行っていた従来技術と比較して、所望の撮影画像が得られるまでの時間を短縮し、効率的な撮影を行うことができるようになる。したがって、この実施の形態にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムは、特に監視カメラやビデオカメラなど、すばやい画像の切り替えが望まれる装置に用いた場合に優れた効果を奏する。
【００５７】
なお、この実施の形態で説明したズームレンズ制御方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、この発明にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムは、ズームレンズの効率的な制御に有用であり、特に、頻繁に撮影画像の切り替えが行われる装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態にかかるズームレンズ制御装置の機能的構成を示す図である。
【図２】バリエータレンズおよびフォーカスレンズの特性を示すグラフである。
【図３】光学要求値（被写界深度）とバリエータレンズおよびフォーカスレンズ停止位置の許容範囲との関係を説明するための図である。
【図４】ズームレンズ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】従来のオートフォーカスの手法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００ ズームレンズ制御装置
１０１ ズームレンズ
１０２ バリエータレンズ
１０３ フォーカスレンズ
１０４ アイリス（絞り）
１１０ 駆動部
１１１ バリエータレンズ駆動モータ
１１２ フォーカスレンズ駆動モータ
１１３ モータドライバ
１２０ 映像信号変換部
１２１ 撮像素子
１２２ 映像信号インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１３０ 記憶部
１３１ ＥＥＰＲＯＭ
１３２ ＲＡＭ
１３３ ＲＯＭ
１４０ 操作部
１４１ アイリス操作部
１５０ 制御部
１５１ 検出部
１５２ プリセット位置情報取得部
１５３ バリエータレンズ位置算出部
１５４ フォーカスレンズ位置算出部
１５５ 被写界深度判定部
１５６ 最大コントラスト判定部
１５７ バリエータオートフォーカス処理部
１５８ オートフォーカス処理部
１５９ オートプリセット切替部
１６０ アイリス駆動部
１６１ マニュアルアイリス制御部
１６２ オートアイリス制御部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視カメラやビデオカメラなどに用いられるズームレンズのバリエータレンズやフォーカスレンズの位置制御を行うズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラやビデオカメラなどで、異なる距離の被写体を撮影する機能として、プリセット機能がある。プリセット機能とは、ズームレンズのバリエータレンズ位置、フォーカスレンズ位置を任意の箇所で記憶しておき、プリセット位置を切り替えるたびに前記バリエータレンズ位置や前記フォーカスレンズ位置を読み出し、所定の位置にズームレンズのバリエータレンズやフォーカスレンズを移動させるものである。
【０００３】
プリセット機能では、記憶されているバリエータレンズ位置、フォーカスレンズ位置に対して、ズームレンズのバリエータレンズやフォーカスレンズを誤差なく駆動させ停止させることが理想である。しかし、実際は、モータをはじめとする各駆動手段のヒステリシスや回路出力誤差などにより、バリエータレンズやフォーカスレンズの停止位置精度にばらつきが生じる。このばらつきは、レンズを通した撮影画像上では、被写界深度が深ければピントボケとして目立つことはないが、被写界深度が浅い場合にはピントボケがはっきり目立つ。
【０００４】
このようなピントボケを回避するため、プリセット位置の切り替え後、すなわちバリエータレンズ、フォーカスレンズを切替先位置に移動させた後に、オートフォーカス処理を行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１〜３を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１５６８４９号公報
【特許文献２】特開２０００−２７８５８２号公報
【特許文献３】特開平１１−１８３７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、バリエータレンズは、変倍スピードの上昇が求められていることと、フォーカスレンズの位置精度の要求に比べて高分解能が求められていないことを理由として、フォーカスレンズと比べて、モータの送り精度が大きく設定されている。モータの送り精度が大きいということは、バリエータレンズは停止位置ズレが発生しやすいということを意味する。このようなバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケの発生を解消するために、オートフォーカス処理を行うことは大変有効である。
【０００７】
図５は、従来のオートフォーカスの手法を説明するための図である。図５に示すオートフォーカスの手法は、いわゆる山登り制御といわれるもので、上記各特許文献１〜３に記載の技術をはじめとして従来から広く行われているものである。山登り制御とは、図５に示すように、撮影画像のコントラストが最大値となる位置（これをピント位置という）を検出するために、フォーカスレンズを前記ピント位置をまたぐように往復させ、徐々に前記ピント位置に収束させる手法である。
【０００８】
しかし、従来のオートフォーカス処理では、停止位置ズレが発生しているバリエータレンズではなく、フォーカスレンズを移動させてピントを合わせるので、プリセットを繰り返し行えば行うほど、バリエータレンズの位置ズレが大きくなる。この結果、ピントボケはいうに及ばず、撮影画像の倍率が設定値から大きくズレてしまうという問題が発生する。
【０００９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを容易に補正できるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかるズームレンズ制御装置は、プリセット機能を有するズームレンズ制御装置であって、ズームレンズを駆動させる駆動手段と、前記ズームレンズを介して得られた撮影画像を映像信号に変換する映像信号変換手段と、切替先のプリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得手段と、前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置を算出するバリエータレンズ位置算出手段と、前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置を算出するフォーカスレンズ位置算出手段と、前記切替先バリエータレンズ位置と所定の被写界深度の閾値とを比較し、前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定手段と、前記被写界深度判定手段により前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にないと判断した場合に、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのバリエータレンズのみによるオートフォーカス処理を実行するバリエータオートフォーカス処理手段と、前記映像信号変換手段から取得した映像信号をもとに、撮影画像のコントラストが最大となっているか否かの判定を行い、前記撮影画像のコントラストが最大となっている場合に前記バリエータオートフォーカス処理手段の動作を停止させる最大コントラスト判定手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明にかかるズームレンズ制御装置は、上記に記載の発明において、さらに、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのフォーカスレンズによるオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理手段を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、請求項１に記載の発明によるバリエータオートフォーカス処理を行っても解消できないピントボケを改善することができる。
【００１４】
また、請求項３の発明にかかるズームレンズ制御装置は、上記に記載の発明において、さらに、記憶手段を備え、前記記憶手段には前記プリセット位置情報や前記所定の被写界深度の閾値などが記憶されていることを特徴とする。
【００１５】
この発明によれば、装置内部に必要とされるプリセット位置情報や所定の被写界深度の閾値などを登録しておくことができるため、処理効率を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項４の発明にかかるズームレンズ制御装置は、上記に記載の発明において、さらに、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置を切り替えるオートプリセット切替手段を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明によれば、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置の切り替えが可能になる。
【００１８】
また、請求項５の発明にかかるズームレンズ制御方法は、切替先プリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得工程と、前記切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置を算出する切替先位置算出工程と、前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定工程と、前記被写界深度判定工程により前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にないと判定された場合に、前記切替先バリエータレンズ位置および前記切替先フォーカスレンズ位置に対応するようにズームレンズの状態を仮設定するズームレンズ仮設定工程と、前記ズームレンズ仮設定工程により仮設定されたズームレンズに対してバリエータレンズのみを用いてオートフォーカス処理を行うバリエータオートフォーカス処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正することができる。
【００２０】
また、請求項６の発明にかかるズームレンズ制御プログラムは、請求項５に記載のズームレンズ制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００２１】
この発明によれば、請求項５に記載のズームレンズ制御方法をコンピュータに実行させることが可能なプログラムを提供できる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムによれば、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照して、この発明にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２４】
（ズームレンズ制御装置の機能的構成）
図１は、この発明の実施の形態にかかるズームレンズ制御装置の機能的構成を示す図である。このズームレンズ制御装置１００は、ズームレンズ１０１を駆動させる駆動部１１０と、ズームレンズ１０１を介して得られた像を映像信号に変換する映像信号変換部１２０と、ズームレンズ１０１を制御するための各種情報を記憶する記憶部１３０と、プリセット切り替え動作などを実行させる操作部１４０と、ズームレンズ１０１のアイリス（絞り）１０４の開閉動作を実行させるアイリス操作部１４１と、ズームレンズ１０１の制御データを生成する制御部１５０と、を備えている。
【００２５】
駆動部１１０は、ズームレンズ１０１の変倍をつかさどるバリエータレンズ１０２を駆動させるバリエータレンズ駆動モータ１１１と、ズームレンズ１０１のフォーカシングをつかさどるフォーカスレンズ１０３を駆動させるフォーカスレンズ駆動モータ１１２と、バリエータレンズ駆動モータ１１１およびフォーカスレンズ駆動モータ１１２の駆動を制御するモータドライバ１１３と、を備えている。
【００２６】
映像信号変換部１２０は、ズームレンズ１０１を介して得られた像を映像信号に変換する撮像素子１２１と、撮像素子１２１からの映像信号を制御部１５０へ入力するための映像信号インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２２と、を備えている。
【００２７】
記憶部１３０は、ズームレンズ１０１を制御するための各種情報（たとえば、プリセット位置情報や所定の被写界深度の閾値など）を記憶する。この記憶部１３０は、ＥＥＰＲＯＭ１３１や、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３などからなっている。なお、この記憶部１３０は、制御部１５０の外部に設けてもよいし、制御部１５０の内部に設けることもできる。また、ＥＥＰＲＯＭ１３１を制御部１５０の外部に、ＲＡＭ１３２、ＲＯＭ１３３を制御部１５０の内部に設けることもできる。
【００２８】
制御部１５０は、検出部１５１と、プリセット位置情報取得部１５２と、バリエータレンズ位置算出部１５３と、フォーカスレンズ位置算出部１５４と、被写界深度判定部１５５と、最大コントラスト判定部１５６と、バリエータオートフォーカス処理部１５７と、オートフォーカス処理部１５８と、オートプリセット切替部１５９と、アイリス駆動部１６０と、マニュアルアイリス制御部１６１と、オートアイリス制御部１６２と、を備えている。
【００２９】
検出部１５１は、操作部１４０からプリセット切り替え指示が入力されたことを検出する。プリセット位置情報取得部１５２は、検出部１５１がプリセット切り替え指示の入力を検出した際に記憶部１３０からあらかじめ登録されている切替先プリセット位置情報を取得する。プリセット位置情報取得部１５２が取得するプリセット位置情報であるが、操作部１４０が操作されるたびに、記憶部１３０に登録されているプリセット位置情報を登録順（たとえば、１，２，３，４，・・・と昇順、または・・・，４，３，２，１と降順）に取得するものでも、記憶部１３０に登録されているプリセット位置情報が一括でモニタ画面（不図示）などに表示され、切り替えたいプリセット位置を直接指定できるようなものでもよい。また、オートプリセット切替部１５９を設け、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置を切り替えるようなオートプリセット機能を実行するものであってもよい。
【００３０】
バリエータレンズ位置算出部１５３は、プリセット位置情報取得部１５２が取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置（バリエータレンズ１０２の切替先位置）を算出する。フォーカスレンズ位置算出部１５４は、プリセット位置情報取得部１５２が取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置情報（フォーカスレンズ１０３の切替先位置）を算出する。
【００３１】
次に、被写界深度判定部１５５が切替先バリエータレンズ位置と被写界深度とを比較することになるが、被写界深度判定部１５５の動作を説明する前に、バリエータレンズ１０２の位置およびフォーカスレンズ１０３の位置と被写界深度との関係について説明する。一般に、バリエータレンズ１０２（またはフォーカスレンズ１０３）の位置が望遠側にある場合は被写界深度が浅く、バリエータレンズ１０２（またはフォーカスレンズ１０３）の位置が広角側にある場合は被写界深度が深くなる。バリエータレンズ１０２やフォーカスレンズ１０３の停止位置のばらつきは、バリエータレンズ駆動モータ１１１、フォーカスレンズ駆動モータ１１２のヒステリシスや、モータドライバ１１３の出力誤差などによって生じることから、あらかじめ予測することが可能である。そこで、以下のようにあらかじめ被写界深度と各レンズの停止位置の許容範囲との関係を求めておく。
【００３２】
図２は、バリエータレンズおよびフォーカスレンズの特性を示すグラフである。図２に示すグラフから、フォーカスレンズ１０３に関しては全可動範囲で光学要求値（被写界深度）を満足するが、バリエータレンズ１０２は光学要求値（被写界深度）を満足しない位置が生じることが分かる。そこで、この実施の形態では、フォーカスレンズ１０３とその光学要求値に関しては問題とせず、バリエータレンズ１０２とその光学要求値のみを取り上げることにする。
【００３３】
図３は、光学要求値（被写界深度）とバリエータレンズおよびフォーカスレンズ停止位置の許容範囲との関係を説明するための図である。この実施の形態では、まず、バリエータレンズ１０２の全可動範囲内における停止位置の範囲を、バリエータレンズ駆動モータ１１１のヒステリシスやモータドライバ１１３の出力誤差などを考慮して求める。そして、これに、光学要求値（被写界深度）を重ねあわせる（図３の上側のグラフ）。このグラフから、Ａの範囲では、光学要求値＞停止位置となっているので、バリエータレンズ１０２の停止位置がばらついていてもピントは合っている（実使用上支障はない程度）という特性が導き出せる。一方、Ｂの範囲では、光学要求値＜停止位置となっているので、バリエータレンズ１０２の停止位置がばらつくとピントがボケるという特性が導き出せる。これより、バリエータレンズ１０２の位置に対する被写界深度の閾値Ｃを求めることができる。この結果、切替先のバリエータレンズ１０２の位置が閾値Ｃのどちらかにあるかを判定し、切替先のバリエータレンズ１０２の位置がＡの範囲内にあれば（すなわち閾値Ｃ内にある）バリエータレンズ１０２をその位置に固定する。一方、切替先のバリエータレンズ１０２の位置がＢの範囲内にあれば（すなわち閾値Ｃ外にある）バリエータレンズ１０２をまず当該位置に移動させた後に、バリエータレンズ１０２でいわゆる山登り制御を実行してピント調整を行う。
【００３４】
以上のように、この実施の形態では、バリエータレンズ１０２の実際の停止位置と被写界深度との関係から撮像画像にピントボケが許容できるものか否かを判定し、許容できない程度のものであった場合に限りバリエータレンズ１０２の位置補正を行ってピント調整を行うものとした。
【００３５】
また、バリエータレンズ１０２は、本来変倍をつかさどるものであるため、その位置がズレると設定倍率にズレが生じることになる。このため、ピント調整のために行うバリエータレンズ１０２の位置補正が同時に設定倍率のズレを補正することになる。
【００３６】
ところで、被写界深度はアイリス１０４の位置によっても変化するが、被写界深度が一番浅くなるのはアイリス１０４が開放状態のときである。また、ピントが合っていると判断できる範囲が一番狭くなるのは、被写界深度が一番浅いときである。そこで、アイリス１０４を開放し被写界深度が一番浅い状態で被写界深度と各レンズの停止位置との関係の測定を開始すればよい。このようにすれば、仮に像の明るさが増しアイリス１０４を徐々に閉じていくような状態になっても、ピントが合っていると判断できる範囲は広くなる傾向になり、ピント合わせの精度が劣化するようなことはない。なお、アイリス１０４を絞った状態で被写界深度と各レンズの停止位置との関係の測定を開始すると、像が暗くなりアイリス１０４を徐々に開いていくような状態になった場合、ピントが合っていると判断できる範囲がだんだん狭くなる傾向になり、ピント合わせが困難になる。また、アイリス１０４の位置によるピントボケが発生するおそれが大きくなる。以上から、この実施の形態では、アイリス１０４を開放状態で、被写界深度と各レンズの停止位置との関係を求めることにする。
【００３７】
そこで、制御部１５０は、アイリス１０４を駆動させるアイリス駆動部１６０と、アイリス操作部１４１からアイリス制御指示が入力されたことを検出すると、アイリス駆動部１６０を介してアイリス１０４の開閉を制御するマニュアルアイリス制御部１６１と、を備えている。また、制御部１５０は、映像信号変換部１２０から送られた映像信号から像の明るさを判断し、その像の明るさに基づいて、アイリス駆動部１６０を介してアイリス１０４の開閉を制御するオートアイリス制御部１６２も備えている。
【００３８】
被写界深度判定部１５５は、切替先バリエータレンズ位置とあらかじめ記憶部１３０に登録されている被写界深度の閾値とを比較し、切替先バリエータレンズ位置が被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する。この結果、切替先バリエータレンズ位置が被写界深度の閾値内にある場合は、切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置の情報をそのままモータドライバ１１３へ送り、この情報に基づき、バリエータレンズ駆動モータ１１１およびフォーカスレンズ駆動モータ１１２を制御し、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先プリセット位置へ移動させる。一方、切替先ズーム位置が被写界深度の閾値内にない場合は、上記と同様に、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先プリセット位置へ移動させた後、後述するバリエータオートフォーカス処理を実行する。
【００３９】
最大コントラスト判定部１５６は、映像信号変換部１２０から送られてくる映像信号をもとに、撮影画像のコントラストが最大となっているか否かの判定を行う。
【００４０】
バリエータオートフォーカス処理部１５７は、モータドライバ１１３を制御して、バリエータレンズ１０２を駆動させる。そして、最大コントラスト判定部１５６が撮影画像のコントラストが最大となったと判定すると、直ちにバリエータレンズ１０２の駆動を停止させる。この結果、バリエータレンズ１０２が撮影画像のコントラストが最大値となる位置（ピント位置）に固定され、バリエータレンズ１０２によるオートフォーカス処理（バリエータオートフォーカス処理）が終了する。この実施の形態では、いわゆる山登り制御を実行することで、バリエータレンズ１０２によるピント位置を検出する。
【００４１】
オートフォーカス処理部１５８は、前述のバリエータオートフォーカス処理を行ってもピントボケを解消できなかった場合に駆動される。すなわち、オートフォーカス処理部１５８は、モータドライバ１１３を制御して、フォーカスレンズ１０３を駆動させる。そして、最大コントラスト判定部１５６が撮影画像のコントラストが最大となった判定すると、直ちにフォーカスレンズ１０３の駆動を停止させる。この結果、バリエータレンズ１０２が撮影画像のコントラストが最大値となる位置（ピント位置）に固定され、オートフォーカス処理が終了する。ここでも、いわゆる山登り制御を実行することでピント位置を検出する。
【００４２】
以上のようにして、このズームレンズ制御装置１００は、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを、直接バリエータレンズ１０２を移動させる（バリエータオートフォーカス処理）ことにより補正する。したがって、バリエータレンズ１０２の停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを的確に補正できる。また、ズームレンズ制御装置１００によるバリエータオートフォーカス処理は、実使用上支障をきたす程度にピントボケが発生した場合にのみ実行されるので、所望の撮影画像が得られるまでの時間を短縮し、効率的な撮影を行うことができるようになる。
【００４３】
このズームレンズ制御装置１００の処理は、あらかじめ登録されているプリセット位置情報に基づいて実行されるが、プリセット位置情報の登録の手法は、従来技術と同様であるため、説明は省略した。
【００４４】
また、ズームレンズ制御装置１００の制御部１５０の機能は、ＣＰＵに所定のプログラムを実行させることで代替することも可能である。
【００４５】
（ズームレンズ制御の処理手順）
図４は、ズームレンズ制御の処理手順を示すフローチャートである。以下、この図４のフローチャートに基づいて、ズームレンズ制御装置１００が実行するズームレンズ制御の処理手順を説明する。
【００４６】
図４のフローチャートにおいて、まず、切替先プリセット位置情報を取得する（ステップＳ４０１）。この処理は、前述のプリセット位置情報取得部１５２の処理により実行される。
【００４７】
次に、切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置を算出する（ステップＳ４０２）。ここでは、前述のバリエータレンズ位置算出部１５３の処理により、ステップＳ４０１で取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置（バリエータレンズ１０２の切替先位置）を算出する。同様に、前述したフォーカスレンズ位置算出部１５４の処理により、ステップＳ４０１で取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置（フォーカスレンズ１０３の切替先位置）を算出する。
【００４８】
次に、切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。ここでは、前述の被写界深度判定部１５５の処理により、切替先バリエータレンズ位置と、あらかじめ記憶部１３０に登録されているバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値（図３の閾値Ｃ）とを比較し、切替先バリエータレンズ位置が当該被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する。ここで、切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にない場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）は、所定の状態にズームレンズ１０１を仮設定する（ステップＳ４０４）。ここでは、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先位置へ移動させる。そして、バリエータオートフォーカス処理によるピントあわせを行う（ステップＳ４０５）。この処理は、前述のように、最大コントラスト判定部１５６とバリエータオートフォーカス処理部１５７により行われる。
【００４９】
一方、ステップＳ４０３において切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にある場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）は、所定の状態にズームレンズ１０１を設定する（ステップＳ４０６）。具体的には、バリエータレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０３を切替先位置に移動させ固定する。
【００５０】
この実施の形態では、上記のような処理を実行することで、変倍をつかさどるバリエータレンズ１０２を移動させてズームレンズ１０１のピント調整を行うが、以下、図３を参照しながら、具体的なズームレンズ１０１の制御例を説明する。
【００５１】
第１例：現在のバリエータレンズ位置（１）からプリセット切り替えで（２）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（２）を算出し、（２）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（２）の位置は閾値Ｃ外にあるので、バリエータレンズ１０２を（２）の位置へ移動させた後、バリエータオートフォーカス処理を実行する。
【００５２】
第２例：現在のバリエータレンズ位置（３）からプリセット切り替えで（４）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（４）を算出し、（４）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（４）の位置は閾値Ｃ内にあるので、バリエータレンズ１０２を（４）の位置へ移動させ固定する（バリエータオートフォーカス処理は行わない）。
【００５３】
第３例：現在のバリエータレンズ位置（５）からプリセット切り替えで（６）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（６）を算出し、（６）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（６）の位置は閾値Ｃ外にあるので、バリエータレンズ１０２を（６）の位置へ移動させた後、バリエータオートフォーカス処理を実行する。
【００５４】
第４例：現在のバリエータレンズ位置（７）からプリセット切り替えで（８）の位置へ移動させる場合
（ア）切替先バリエータレンズ位置（８）を算出し、（８）の位置は閾値Ｃ内にあるか否かを判定する。
（イ）（８）の位置は閾値Ｃ内にあるので、バリエータレンズ１０２を（８）の位置へ移動させ固定する（バリエータオートフォーカス処理は行わない）。
【００５５】
以上説明したように、この実施の形態にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムでは、ズームレンズのプリセット切り替え後に生じるバリエータレンズの停止位置ズレを原因とするピントボケや設定倍率のズレを直接バリエータレンズを移動させて補正することで解消する。このため、簡易な操作で、ピントボケや設定倍率のズレを的確に補正できる。
【００５６】
また、フォーカスレンズを用いたオートフォーカス処理は、ズームレンズのプリセット切り替え後は、バリエータレンズによる調整では解消できない程度のピントボケが生じた場合以外は行わない。このため、プリセット切り替え後必ずオートフォーカス処理を行っていた従来技術と比較して、所望の撮影画像が得られるまでの時間を短縮し、効率的な撮影を行うことができるようになる。したがって、この実施の形態にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムは、特に監視カメラやビデオカメラなど、すばやい画像の切り替えが望まれる装置に用いた場合に優れた効果を奏する。
【００５７】
なお、この実施の形態で説明したズームレンズ制御方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように、この発明にかかるズームレンズ制御装置、ズームレンズ制御方法、およびズームレンズ制御プログラムは、ズームレンズの効率的な制御に有用であり、特に、頻繁に撮影画像の切り替えが行われる装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施の形態にかかるズームレンズ制御装置の機能的構成を示す図である。
【図２】バリエータレンズおよびフォーカスレンズの特性を示すグラフである。
【図３】光学要求値（被写界深度）とバリエータレンズおよびフォーカスレンズ停止位置の許容範囲との関係を説明するための図である。
【図４】ズームレンズ制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】従来のオートフォーカスの手法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００ ズームレンズ制御装置
１０１ ズームレンズ
１０２ バリエータレンズ
１０３ フォーカスレンズ
１０４ アイリス（絞り）
１１０ 駆動部
１１１ バリエータレンズ駆動モータ
１１２ フォーカスレンズ駆動モータ
１１３ モータドライバ
１２０ 映像信号変換部
１２１ 撮像素子
１２２ 映像信号インタフェース（Ｉ／Ｆ）
１３０ 記憶部
１３１ ＥＥＰＲＯＭ
１３２ ＲＡＭ
１３３ ＲＯＭ
１４０ 操作部
１４１ アイリス操作部
１５０ 制御部
１５１ 検出部
１５２ プリセット位置情報取得部
１５３ バリエータレンズ位置算出部
１５４ フォーカスレンズ位置算出部
１５５ 被写界深度判定部
１５６ 最大コントラスト判定部
１５７ バリエータオートフォーカス処理部
１５８ オートフォーカス処理部
１５９ オートプリセット切替部
１６０ アイリス駆動部
１６１ マニュアルアイリス制御部
１６２ オートアイリス制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリセット機能を有するズームレンズ制御装置であって、
ズームレンズを駆動させる駆動手段と、
前記ズームレンズを介して得られた撮影画像を映像信号に変換する映像信号変換手段と、
切替先のプリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得手段と、
前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置を算出するバリエータレンズ位置算出手段と、
前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置を算出するフォーカスレンズ位置算出手段と、
前記切替先バリエータレンズ位置と所定の被写界深度の閾値とを比較し、前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定手段と、
前記被写界深度判定手段により前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にないと判断した場合に、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのバリエータレンズのみによるオートフォーカス処理を実行するバリエータオートフォーカス処理手段と、
前記映像信号変換手段から取得した映像信号をもとに、撮影画像のコントラストが最大となっているか否かの判定を行い、前記撮影画像のコントラストが最大となっている場合に前記バリエータオートフォーカス処理手段の動作を停止させる最大コントラスト判定手段と、
を備えていることを特徴とするズームレンズ制御装置。
【請求項２】
さらに、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのフォーカスレンズによるオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ制御装置。
【請求項３】
さらに、記憶手段を備え、
前記記憶手段には前記プリセット位置情報や前記所定の被写界深度の閾値などが記憶されていることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ制御装置。
【請求項４】
さらに、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置を切り替えるオートプリセット切替手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のズームレンズ制御装置。
【請求項５】
切替先プリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得工程と、
前記切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置を算出する切替先位置算出工程と、
前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定工程と、
前記被写界深度判定工程により前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にないと判定された場合に、前記切替先バリエータレンズ位置および前記切替先フォーカスレンズ位置に対応するようにズームレンズの状態を仮設定するズームレンズ仮設定工程と、
前記ズームレンズ仮設定工程により仮設定されたズームレンズに対してバリエータレンズのみを用いてオートフォーカス処理を行うバリエータオートフォーカス処理工程と、
を含むことを特徴とするズームレンズ制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のズームレンズ制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするズームレンズ制御プログラム。
【請求項１】
プリセット機能を有するズームレンズ制御装置であって、
ズームレンズを駆動させる駆動手段と、
前記ズームレンズを介して得られた撮影画像を映像信号に変換する映像信号変換手段と、
切替先のプリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得手段と、
前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置を算出するバリエータレンズ位置算出手段と、
前記プリセット位置情報取得手段が取得した切替先プリセット位置情報から切替先フォーカスレンズ位置を算出するフォーカスレンズ位置算出手段と、
前記切替先バリエータレンズ位置と所定の被写界深度の閾値とを比較し、前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定手段と、
前記被写界深度判定手段により前記切替先バリエータレンズ位置が前記所定の被写界深度の閾値内にないと判断した場合に、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのバリエータレンズのみによるオートフォーカス処理を実行するバリエータオートフォーカス処理手段と、
前記映像信号変換手段から取得した映像信号をもとに、撮影画像のコントラストが最大となっているか否かの判定を行い、前記撮影画像のコントラストが最大となっている場合に前記バリエータオートフォーカス処理手段の動作を停止させる最大コントラスト判定手段と、
を備えていることを特徴とするズームレンズ制御装置。
【請求項２】
さらに、前記駆動手段を駆動させて前記ズームレンズのフォーカスレンズによるオートフォーカス処理を実行するオートフォーカス処理手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ制御装置。
【請求項３】
さらに、記憶手段を備え、
前記記憶手段には前記プリセット位置情報や前記所定の被写界深度の閾値などが記憶されていることを特徴とする請求項１または２に記載のズームレンズ制御装置。
【請求項４】
さらに、所定の時間ごとに自動的にプリセット位置を切り替えるオートプリセット切替手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のズームレンズ制御装置。
【請求項５】
切替先プリセット位置情報を取得するプリセット位置情報取得工程と、
前記切替先プリセット位置情報から切替先バリエータレンズ位置および切替先フォーカスレンズ位置を算出する切替先位置算出工程と、
前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にあるか否かを判定する被写界深度判定工程と、
前記被写界深度判定工程により前記切替先バリエータレンズ位置がバリエータレンズ位置に関する被写界深度の閾値内にないと判定された場合に、前記切替先バリエータレンズ位置および前記切替先フォーカスレンズ位置に対応するようにズームレンズの状態を仮設定するズームレンズ仮設定工程と、
前記ズームレンズ仮設定工程により仮設定されたズームレンズに対してバリエータレンズのみを用いてオートフォーカス処理を行うバリエータオートフォーカス処理工程と、
を含むことを特徴とするズームレンズ制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載のズームレンズ制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするズームレンズ制御プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２９８７０８（Ｐ２００７−２９８７０８Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２６１５０（Ｐ２００６−１２６１５０）
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（０００１３３２２７）株式会社タムロン (355)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２８日（２００６．４．２８）
【出願人】（０００１３３２２７）株式会社タムロン (355)
【Ｆターム（参考）】
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