(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置が取り付けられるカメラにおける少なくとも一つのレンズパラメータを決定する方法であって、前記方法が、
‐第一の開口部位置と第二の開口部位置との間の絞り開口部のサイズを調整する段階と、
‐前記調整段階の間に複数の画像を記録する段階と、
‐前記画像を分析する段階であって、前記分析段階は、前記記録画像の高周波数成分を決定する段階と、前記決定された高周波数成分に基づき前記記録画像のそれぞれについて高周波数の値を決定する段階とを含んでなる段階と、
‐特定の高周波数の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報に基づいて絞り開口部を決定する段階と
を含む方法。
【請求項２】
特定の決定された高周波数の値を有した記録画像が、最も高い高周波数の値を有した記録画像である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記高周波数成分の決定段階が、
‐記録画像における区分を選択する段階と、
‐選択された区分における高周波数成分を測定する段階と
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記分析が、
‐特定の絞り開口部に対応する絶対Ｆ値を獲得する段階と、
‐前記記録画像における露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する段階と、
‐絞り開口部の特定のサイズを表すそれぞれのステップのシークエンス間の相関曲線とレンズ装置のＦ値のシークエンスとを、決定された露出時間とイメージセンサー利得と前記絶対Ｆ値とに基づいて計算する段階
をさらに含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
露出時間およびイメージセンサー利得の前記決定段階が、
‐記録画像における区分を選択する段階と、
‐選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を測定する段階と
をさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
‐所定の光量の光で高品質の画像を得るのに最も高いＦ値である第一のＦ値を決定する段階と、
‐前記特定の高周波数の値に対応する第二のＦ値を決定する段階と、
をさらに含み、
‐第一のＦ値が第二のＦ値より低い場合、前記絞り開口部の決定段階は第一のＦ値に基づき、
‐第一のＦ値が第二のＦ値より高い場合、前記絞り開口部の決定段階は第二のＦ値に基づく請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記調整段階がレンズ装置にカメラ内の処理手段からの制御信号のシークエンスを提供する段階を含み、ここで制御信号のシークエンスはレンズ内のステッピングモーターにおけるステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第一の開口部が第二の開口部よりも小さい請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第一の開口部が第二の開口部よりも大きい請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記特定の高周波数の値は、低回折という点で高い画質を示す請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記特定の高周波数の値は、低い球面収差、低い色収差を有した画像という点で高い画質を示す請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記特定の高周波数の値は、高コントラスト、低い球面収差、低い色収差、高解像度、低回折および大きな被写界深度を有した画像という点で高い画質を示す請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
‐調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置と、
‐絞り開口部のサイズを第一の開口部位置と第二の開口部位置との間に調整する調整ユニットと、
‐前記調整の間に複数の画像を記録する記録ユニットと、
‐前記画像を分析する分析ユニットと、
‐前記分析ユニットに基づき高品質な画像を得る絞り開口部の決定をする第一の決定ユニットと
を含む、少なくとも一つのレンズパラメータを決定するカメラであって、
前記カメラは、
‐前記記録画像の高周波数成分を決定する第二の決定ユニットと、
‐前記決定された高周波数成分に基づき前記記録画像のそれぞれについて高周波数の値を決定する第三の決定ユニットと、
‐特定の高周波数の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報を決定する第四の決定ユニットと
を含むカメラ。
【請求項１４】
前記第四の決定ユニットが、特定の高周波数の値を有した前記記録画像を最も高い高周波数の値を有した記録画像に決定するように構成された請求項１３に記載のカメラ。
【請求項１５】
前記第二の決定ユニットが、
‐記録画像における区分を選択する選択ユニットと、
‐選択された区分における高周波数成分を決定する第五の決定ユニットと
をさらに含む請求項１３に記載のカメラ。
【請求項１６】
‐特定の絞り開口部に対応する絶対Ｆ値を獲得するための獲得ユニットと、
‐記録画像から露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する第六の決定ユニットと、
‐絞り開口部の特定のサイズを表すそれぞれのステップのシークエンス間の相関曲線とレンズ装置のＦ値のシークエンスとを、決定された露出時間とイメージセンサー利得と前記絶対Ｆ値とに基づいて計算する計算ユニット
をさらに含む請求項１３〜１５のいずれか一項に記載のカメラ。
【請求項１７】
前記第二の決定ユニットが、
‐記録画像における区分を選択する選択ユニットと、
‐選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を決定する第七の決定ユニットと
をさらに含む請求項１６に記載のカメラ。
【請求項１８】
‐所定の光量の高品質な画像を得るための最も高いＦ値である第一のＦ値を決定する第八の決定ユニットと、
‐前記特定の高い周波数の値に対応する第二のＦ値を決定する第九の決定ユニットと、
‐絞り開口部の調整が、Ｆ値が第二のＦ値より低い場合は第一のＦ値に、またはＦ値が第二のＦ値より高い場合は第二のＦ値に基づく、絞り開口部を調整する第二の調整ユニットと
をさらに含む請求項１６または１７に記載のカメラ。
【請求項１９】
前記調整ユニットが、レンズ装置にカメラ内の処理手段からの制御信号のシークエンスを提供する提供ユニットを含み、ここで制御信号のシークエンスはレンズ内のステッピングモーターにおけるステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す請求項１３〜１８のいずれか一項に記載のカメラ。
【請求項２０】
前記特定の高周波数の値は、低回折という点で高い画質を示す請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のカメラ。
【請求項２１】
前記特定の高周波数の値は、低い球面収差、低い色収差を有した画像という点で高い画質を示す請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のカメラ。
【請求項２２】
前記特定の高周波数の値は、高コントラスト、低い球面収差、低い色収差、高解像度、低回折および大きな被写界深度を有した画像という点で高い画質を示す請求項１３〜１９のいずれか一項に記載のカメラ。
【請求項２３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法を行うための指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラ装置の分野に関し、特に、調整可能な絞り開口部を有したレンズを備えたカメラのキャリブレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラレンズの絞り開口部の制御能は、画質に重要な役割を果たす。絞りは、カメラ内のイメージセンサにとって最適な光量を維持し、画像が鮮明に、明確に、そして正確に露光され得るようにするために用いられる。絞りは、画像の被写界深度を制御するために用いることもできる。
【０００３】
絞り開口部は、固定式であっても調整可能式であってもよい。固定式の絞りの開口部は調整することができず、従ってそのような名称を持ち、或るＦ値に固定されている。固定式の絞りは、しばしば、光量がほぼ一定である屋内の環境において用いられる。カメラは、露光時間および／又はイメージセンサの利得を調整することにより、光量の変化を補償することができる。
【０００４】
調整可能な絞りは、手動式であっても自動式であってもよい。手動式の絞りでは、レンズ上のリングを手動で回転させて絞りを開閉することにより絞りを調整することができる。これは、屋外のような光の条件が変化する環境では不便である。
【０００５】
二種類の従来型の自動絞り、即ち、ＤＣアイリスおよびビデオアイリスが存在する。二種類双方に、光量の変化に反応するモーター駆動式の自動調整可能な絞り開口部が備えられている。また、二種類双方において、絞り開口部を制御するために、アナログ信号（しばしばアナログビデオ信号）が使用されている。しかし、二種類の自動絞りの主な相違は、アナログ信号をモーター制御信号に変換する回路が、どこに位置するかである。ＤＣアイリスレンズにおいては、回路はカメラ内部にあり、ビデオアイリスでは、回路はレンズ内部にある。
【０００６】
光量が多い場合、自動絞りを備えたカメラは、絞り開口部が小さくなると、回折およびブレによる影響を受け得る。この問題は、イメージセンサーのピクセルサイズがカメラ光学系の回折限界に近く成り得る高解像度イメージセンサーを備えたカメラで特に顕著である。従って、カメラの画質は、或る状況において最適な絞り開口部を有していることに依存する。
【０００７】
画質を最適化するために、レンズ内部の絞り開口部をカメラが制御する必要がある。従来の自動絞りレンズの問題は、カメラも、カメラのユーザーもその制御ができないことである。この問題により、カメラの光学性能を制御するための制御アルゴリズムを開発することがこのように不可能となるため、極めて不利である。被写界深度、解像度および光学収差の効果も、絞り開口部の絶対位置の制御が不可能であることにより影響を受ける。
【０００８】
高精度絞りレンズ（以下、Ｐアイリスレンズとも呼ぶ）は、自動絞りレンズの欠点に対処するためにデザインされている。Ｐアイリスレンズは、光量の制御というよりむしろ画質の最適化を目的として、絞り開口部（即ち、絞り羽根）の自動かつ高精度の制御を必要とする。Ｐアイリスレンズは、コントラスト、明確さ、解像度、および、カメラから異なる距離の物体が同時に焦点の合う被写界深度をも改善する。これらすべては、ビデオレコーディングの分野、特にビデオ監視の分野における重要なパラメータである。
【０００９】
Ｐアイリスレンズの絞りは、典型的には、絞りの絞り羽根の位置を制御するステッピングモーター、従って、絞り開口部のサイズにも基づく。ステッピングモーターのそれぞれのステップにより、イメージセンサーに到達する入射光の光量が増減する。入射光の光量は、ステッピングモーターのステップの非線形な関数であり、絞りの位置に依存する。ステップのＦ値は、絞りが開いていると小さくなり、絞りの開口部が閉じるにつれて大きくなる。
【００１０】
ステッピングモーターを有したＰアイリスレンズを用いることの重要な利点は、ＤＣアイリスを用いた場合不可能な、絞り開口部の位置の絶対的に制御が可能となり得ることである。従って、ステッピングモーターを制御することにより絞りを特定のアパーチャーサイズに設定することが可能である。レンズ内のステッピングモーターを制御するために、モーターのドライバーが用いられる。モーターのドライバーにより作動する制御アルゴリズムの基礎は、或る条件の下で可能な限り長い間、予め定義された位置に絞りの開口部を維持することである。位置Ａと示される予め定義された位置は、例えば、光学系の最適な位置、又はユーザーによって例えばＦ値で定義することにより設定される位置に基づく。最適条件は、高コントラスト、低い球面収差、低い色収差、高解像度、低回折、大きな被写界深度といったパラメータの観点で高品質な画像が達成される位置によって定義される。
【００１１】
位置Ａとは別に、或る光の条件に適合する他の多くの絞り位置が、絞りに予め定義されてよい。例えば、系の回折限界に対応する位置Ｂ、および絞り開放に対応する位置Ｃを定義してよい。典型的には、起動時の絞りの初期位置は、位置Ａである。イメージセンサーに到達する光量が多すぎる場合、モータードライバーはステッピングモーターを系の回折限界に対応する位置Ｂへと走らせる。イメージセンサーに到達する光量が十分でない場合、モータードライバーはステッピングモーターを絞り開放位置（位置Ｃ）へと走らせる。それぞれの位置で、イメージセンサーの積分時間および／又は利得を変化させて画質を最適化することができる。
【００１２】
レンズおよびイメージセンサーの性能を最適化するように構成されたソフトウェアと共に、Ｐアイリスレンズにより、あらゆる光の条件下で最適な画質のための最善の絞り位置が自動的に与えられる。従って、Ｐアイリスレンズにより、カメラは、画質において新たな水準の性能に到達する。絞り制御は、メガピクセル／ＨＤＴＶカメラおよび要求の厳しいビデオ監視用途にとって特に有益であろう。
【００１３】
或る絞り位置から別の絞り位置への遷移時間の間に画質を維持するためには、イメージセンサーの利得および露出時間を用いて、露出アルゴリズムに、入射光の変化を補償するのに十分な時間を与えるのに適したペースで、ステッピングモーターにより絞り羽根を動かすことが重要である。
【００１４】
異なる閾値により、この絞り位置をいつ変えるかが決定され得る。一つの閾値は、例えば、利得および露出時間の、或るイメージセンサーの設定における、画像の輝度として定義してもよい。閾値に近い輝度領域での二つの絞り位置間でのステッピングモーターの連続移動を避けるため、制御アルゴリズムにヒステリシスを導入してもよい。
【００１５】
市販されているいくつかのＰアイリスレンズでは、絞り位置Ａ：最適な位置、位置Ｂ：回折限界（最適条件に対して光量が多すぎる場合）、および、位置Ｃ：開放（最適条件に対して光量が十分でない場合）に到達するためのステッピングモーターのステップ数のような、これらのレンズを光学的に操作するのに必要なパラメータが、製造者により決定され、カメラのソフトウェアにハードコードされている。しかし、ユーザーが現在のレンズを、カメラのソフトウェアにそのためにコードされたパラメータがいずれも存在しないＰアイリスレンズに変更したい場合、何らかの方法により、そのパラメータをカメラが利用可能なものとしなければならない。これを行う一つの方法は、製造者から提供されている場合、パラメータをカメラに手動で入力することである。しかし、手動で、パラメータをカメラが利用可能なものとしなければならないというこの下手な方法は、極めて退屈で時間の浪費となり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記の記載および以下の記載を考慮し、本発明の態様は、Ｐアイリスレンズのパラメータをカメラが利用できるものにする手順を容易にし、従って、上記で述べた当該技術における欠陥および欠点のうち一つ又は複数を、個別に又はいずれかを組合わせて、軽減、緩和又は除去する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の或る態様は、調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置を含むカメラにおける、第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の絞り開口部のサイズを調整する段階、前記調整の間に複数の画像を記録する段階、前記画像を分析する段階、および高品質な画像が得られる絞り開口部を前記分析に基づき決定する段階を含む方法に関する。高品質な画像は、高コントラスト、低い球面収差、低い色収差、高解像度、低回折、および大きな被写界深度を有した画像として定義することができる。第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間に、その位置のそれぞれが絞り開口部の特定のサイズに対応する、様々な位置が存在してよい。一つの変形においては、第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の範囲のこのような位置のそれぞれが、ステッピングモーターの一つのステップに対応する。しかし、ステッピングモーターのステップと当該範囲内の位置とは互いに１対１で対応しない他の構成も可能である。
【００１８】
前記分析が、記録画像内の高周波数成分を決定する段階、前記測定された高周波数成分に基づき、記録画像のそれぞれについて、高周波数の値を決定する段階、および特定の高周波数の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報を決定する段階を更に含む方法が開示される。一つの変形において、絞り開口部のサイズを表す情報は、その特定の記録画像のための絞り開口部に対応するステッピングモーターのステップであってよい。
【００１９】
特定の決定された高周波数の値を有した記録画像が、更に、最も高い高周波数の値を有した記録画像であってよい方法が開示される。
【００２０】
高周波数成分の決定が、記録画像における区分を選択する段階、および選択された区分における高周波数成分を測定する段階を含む方法が開示される。
【００２１】
前記分析が、特定の絞り開口部に対応する絶対Ｆ値を獲得する段階、前記における露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する段階、ならびに、それぞれのステップが絞り開口部の特定のサイズを表す、ステップのシークエンス間の相関曲線およびレンズ装置のＦ値のシークエンスを、決定された露出時間、イメージセンサー利得および前記絶対Ｆ値に基づき計算する段階を更に含む方法が開示される。
【００２２】
露出時間およびイメージセンサー利得の決定が、記録画像において区分を選択する段階、ならびに、選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を測定する段階を更に含む方法が開示される。
【００２３】
前記方法は、所定の光量の光で高品質の画像を得るのに最も高いＦ値である第一のＦ値を決定する段階、前記特定の高周波数の値に対応する第二のＦ値を決定する段階を更に含んでよく、第一のＦ値が第二のＦ値より低い場合、絞り開口部の決定は第一のＦ値に基づき、第一のＦ値が第二のＦ値より高い場合、絞り開口部の決定は第二のＦ値に基づく。
【００２４】
制御信号のシークエンスがステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す、レンズ装置に制御信号のシークエンスを提供する段階を前記調整が更に含んでよい方法が開示される。
【００２５】
第一の開口部が第二の開口部より小さくてよい方法が開示される。
【００２６】
第一の開口部が第二の開口部より大きくてよい方法が開示される。
【００２７】
本発明の第二の態様は、調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置、絞り開口部のサイズを第一の開口部位置と第二の開口部位置との間に調整する調整ユニット、前記調整の間複数の画像を記録する記録ユニット、および前記画像を分析する分析ユニット、および前記分析ユニットに基づき高品質な画像を得る絞り開口部の決定をする第一の決定ユニットを含むカメラに関する。
【００２８】
カメラは、前記記録画像の高周波数成分を決定する第二の決定ユニット、前記決定された高周波数成分に基づき前記記録画像のそれぞれについて高周波数の値を決定する第三の決定ユニット、特定の高周波数の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報を決定する第四の決定ユニット、を更に含んでもよい。
【００２９】
特定の高周波数の値を有した前記記録画像が、最も高い高周波数の値を有した記録画像であってもよいカメラが開示される。
【００３０】
第二の決定ユニットが、記録画像における区分を選択する選択ユニット、および選択された区分における高周波数成分を決定する第五の決定ユニットを更に含んでよいカメラが開示される。
【００３１】
カメラは、特定の絞り開口部に対応する絶対Ｆ値を獲得するための獲得ユニット、記録画像から露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する第六の決定ユニット、ならびに、それぞれのステップが絞り開口部の特定のサイズを表す、ステップのシークエンス間の相関曲線およびレンズ装置のＦ値のシークエンスを、決定された露出時間、イメージセンサー利得および前記絶対Ｆ値に基づき計算する計算ユニットを更に含んでよい。
【００３２】
第二の決定ユニットが、記録画像における区分を選択する選択ユニット、および選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を決定する第七の決定ユニットを更に含んでよいカメラが開示される。
【００３３】
このカメラは、所定の光量の高品質な画像を得るための最も高いＦ値である第一のＦ値を決定する第八の決定ユニット、前記特定の高い周波数の値に対応する第二のＦ値を決定する第九の決定ユニット、絞り開口部の調整が、Ｆ値が第二のＦ値より低い場合は第一のＦ値に、またはＦ値が第二のＦ値より高い場合は第二のＦ値に基づく、絞り開口部を調整する第二の調整ユニットを更に含んでもよい。
【００３４】
制御信号のシークエンスがステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す、レンズ装置に制御信号のシークエンスを提供する提供ユニットを、調整ユニットが更に含んでよいカメラが開示される。
【００３５】
本発明の第三の態様は、第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の絞り開口部のサイズを調整し、前記調整の間複数の画像を記録し、前記画像を分析し、高品質な画像が得られる絞り開口部を前記分析に基づき決定するためのカメラに対する指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディアに関する。
【００３６】
本発明の更なる目的、特徴および利点は、本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細な記載に見出され、本発明のいくつかの実施形態は添付の図面を参照してより詳細に記載されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】Ｐアイリスレンズおよびカメラ本体を含んでなり、ネットワークに接続されたカメラである。
【図２ａ】本発明の一実施形態のＰアイリスレンズを用いたカメラのキャリブレーション法を記載したフローチャートである。
【図２ｂ】本発明の一実施形態に従い、図２ａのフローチャートに加えてもよい停止基準のフローチャートである。
【図３ａ】Ｐアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、ＨＦ値をｙ軸、絞りの位置に対応するステップ数をｘ軸としたダイアグラムの例である。
【図３ｂ】Ｐアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、ＨＦ値をｙ軸、絞りの位置に対応するステップ数をｘ軸としたダイアグラムの別の例である。
【図３ｃ】Ｐアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、Ｆ値をｙ軸、絞りの位置に対応するステップ数をｘ軸としたダイアグラムの例である。
【図４】Ｐアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、ＨＦ値をｙ軸、絞りの位置に対応するステップ数をｘ軸としたダイアグラムの例である。
【図５】本発明の一実施形態のＰアイリスレンズを用いたカメラのキャリブレーション法を記載したフローチャートである。
【図６】画像においていかに異なる区分が選択されＰアイリスレンズのキャリブレーションに用いられ得るかを示す。
【図７】本発明の実施形態のＰアイリスレンズを有したカメラをキャリブレーションするための指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディアのブロックダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の実施形態は、一般的には、カメラの分野に関し、特には、Ｐアイリスレンズのパラメータが決定されカメラが利用可能なものとされているＰアイリスレンズを用いたカメラのキャリブレーションに関する。
【００３９】
本発明の実施形態は、本発明の実施形態が示された添付の図面を参照して、以下に、より完全に記載されるであろう。しかし、この発明は、数多くの異なる形態および変形に具体化されてよく、本明細書の実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものとなることを目的として提供される。本明細書を通じて、同じ参照番号は同じ要素を指す。
【００４０】
一般的に、カメラは主に二つの部分からなる。第一の部分は、レンズやフィルターのような光学部材、機械部品、および機械部品を制御し、外部装置と相互作用するための電子回路を含んでなるレンズである。第二の部分は、一つまたは二つ以上の画像記録装置、機械部品、および画像記録装置からの情報を処理し、レンズおよびネットワーク等の外部装置と相互作用するための電子回路を含んでなるカメラ本体である。レンズは、カメラ本体から取り外し可能であっても、カメラ本体と一体（取り外し不可能）でもよい。カメラはＤＣアイリスおよびＰアイリスレンズと互換性があってよい。カメラ本体の電子機器は、適切な通信がカメラ本体のレンズ制御システムとレンズとの間に設定され得るように、起動時にレンズがカメラ本体に接続されたかどうか、そして、どのタイプのレンズが接続されたかを自動的に知覚および／または決定してよい。
【００４１】
図１は、本発明の実施形態により実施可能なカメラ１００のブロックダイアグラムを示す。図１のＰアイリスレンズ１０１は、少なくとも一つの光学レンズを有した光学素子１０５、少なくとも二つの絞り羽根１０３を有した調整可能絞り、機械部品（図示せず）、調整可能な絞りの絞り羽根１０３を制御するためのモーターを含む電子回路１０４、およびカメラ本体１０２内の電子回路とインターフェース１０６を介して通信する手段を含んでなってよい。
【００４２】
本発明の実施形態において、Ｐアイリスレンズの電子回路１０４は、画像データを処理可能な処理手段、１個〜数個のイメージセンサー、および取得した画像データのみならず画像処理による結果をも保存する記憶装置を含んでなってもよい。Ｐアイリスにおける絞り羽根１０３を制御する電子回路１０４内のモーターは、位置フィードバックを備えたＤＣモーター、ホール素子を備えた検流計、超音波モーター、または絞り羽根１０３の正確な位置決めが可能な他のあらゆるタイプのマイクロモーターを用いて実装することができる。以下、本発明の実施形態を具体化する場合、ステッピングモーターを想定する。ステッピングモーターは、絞り羽根によって光が遮断されない位置（ここでは「開放位置」と呼ぶ）から絞り羽根が可能な限り閉じているまたは場合によっては完全に閉じている位置（ここでは「閉じた位置」と呼ぶ）まで、離散的なステップでＰアイリスレンズ内の絞り羽根１０３を制御することが可能である。このようにして、制御可能な絞りが形成される。
【００４３】
従って、ステッピングモーターのそれぞれのステップは、特定の光量の光を通すＰアイリスレンズ１０１内の絞り羽根１０３の特定の位置に関する。絞り羽根のサイズ、形、および数は異なり得る。或る実装においては、二つの「Ｖ」型絞り羽根を用いてよく、一方別の実装においては、ほぼ真円の絞り穴を形成するいくつかの絞り羽根を用いてよい。
【００４４】
Ｐアイリスレンズ１０１は、図１に示されるように、カメラ本体１０２に取り付けられている。カメラ本体１０２は、イメージセンサー１１０の表面にＰアイリスレンズ１０１により投影された画像を記録することが可能なイメージセンサー１１０を少なくとも一つ内蔵してよい。イメージセンサー１１０は、典型的には、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）アクティブピクセルセンサーであってよいが、決してこれら二つのタイプのセンサーのみに限定されない。前述したように、イメージセンサー１１０は、或る実施形態において、カメラ本体１０２内ではなくＰアイリスレンズ１０１内の電子回路１０４内に実装されてよい。
【００４５】
カメラ１００は静止画像および動画を記録することが可能であり得る。イメージセンサー１１０からの画像を記録する場合、イメージセンサーへと投影された画像がイメージセンサー１１０により捕えられデジタル画像データとなる。記録された画像データは、画像処理のための処理手段１０７、または保存のためのメモリ１０８へ送られてよい。処理手段１０７は、信号処理部の集積、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、現場でプログラム可能なゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｇａｔｅ  ａｒｒａｙ；ＰＰＧＡ）、および一般的な電子回路を含んでなってよい。処理手段１０７は、捕えられおよび／または保存された画像データの分析および計算を行うこと、センター利得および露出時間等のイメージセンサー１１０のパラメータを制御すること、メモリ１０８にデータを保存しそこからデータを取り出すこと、インターフェース１０６を介してＰアイリスレンズと通信し制御すること、およびネットワークインターフェース１０９を介してネットワーク１１２に接続された他の装置と通信すること等のカメラ内のいくつかのタスクを行うことが可能である。一つまたはそれ以上のカメラ管理ステーション１１３は、典型的にはユーザーインターフェースを備えて、ネットワーク１１２を介してカメラ１００と接続可能である。カメラ１００とネットワーク１１２との間の通信は、有線接続または無線接続を介したものでよい。カメラ本体１０２は、上述のように、一つまたは二つの記録画像、および、処理手段１０７により行われる計算の結果および中間結果を保存し得る内部メモリ１０８を内蔵してよい。メモリ１０８は、或る変形においては、リムーバブルメモリ装置（即ち、ＵＳＢメモリ装置、外部ハードドライブ、ソリッドステートメモリ等）の形態で外部メモリとして実装されてよく、一方、別の変形においては、メモリはネットワークアタッチドストレージユニット、パーソナルコンピュータ、サーバー等に局在化されてもよい。
【００４６】
カメラ１００を、カメラ管理ステーション１１３が接続されているネットワーク１１２に接続することにより、カメラ１００は遠隔操作されてよい。遠隔オペレータは、カメラ管理ユーザーインターフェース、またはカメラ管理ステーション１１３上で稼働するソフトウェアプログラムのようなコンピュータ制御のオペレータを用いる一人または二人以上であってもよい。ネットワークに接続されたカメラ１００は、遠隔処理のためネットワークに接続された一人または二人以上の相手に画像データを送ることができてもよい。
【００４７】
Ｐアイリスレンズを備えたＡｘｉｓネットワークカメラにおいて、カメラ管理ステーション１１３のユーザーインターフェースは、開放された絞り開口部から閉じた絞り開口部の範囲に対応するＦ値のスケールを備える。この特徴により、ほとんどの光の条件について自動制御により用いられる位置である、好ましい位置にユーザーが絞り開口部を調整することが可能となる。これを行う場合、ユーザーは同時に画像の被写界深度を調整する。
【００４８】
Ｐアイリスレンズ１０１をカメラ本体１０２に接続する場合、カメラの最適な性能を得るために必要ないくつかのパラメータは未知である。未知のパラメータは、以下のいずれか又はすべてである：
・絞り開口部が閉じた位置から絞り開口部が開放した位置までのステッピングモーターのステップの総数
・絞り開口部が閉じた位置から絞り開口部が開放した位置までのステッピングモーターのそれぞれのステップの対応するアパーチャー、Ｆ値
・特定のシーンに対して最高の画質を得る絞り開口部の位置に対応するステップ
・絞りのアパーチャー、Ｆ値の全範囲
・回折の始まる絞り開口部の位置に対応するステップ
【００４９】
Ｐアイリスレンズがカメラ本体に製造者によって予めキャリブレートされている場合、これらのパラメータのいくつかまたはすべてが既知であり、カメラソフトウェアにハードコードされていてよい。次に、既知のパラメータを有した特定のＰアイリスレンズが、カメラ管理ユーザーインターフェースのロールリストから選択されてよい。パラメータは、カメラ、またはレンズを制御するカメラのソフトウェアに、レンズのユーザーが手動で入力するように提供されてもよい。しかし、或るレンズについては、これらのパラメータのすべてまたはいくつかが未知であり、これにより、ユーザーがカメラを最適な方法で使用することが不可能となる。本発明は、未知のＰアイリスレンズを用いたカメラの自動キャリブレーション方法を提供することにより、パラメータのいくつかまたはすべてが未知である状況に対する解決策を提供する。
【００５０】
図２ａは、本発明の実施形態のＰアイリスレンズを用いたカメラ１００の自動キャリブレーション法を記載するフローチャート２００を示す。以下、図２ａに示すような一連のフローチャートを用いてキャリブレーション法を詳細に説明する。
【００５１】
キャリブレーション法のフローチャートの最初のステップ２０１において、絞り開口部の特定の既知の位置（絞り羽根１０３の位置）についてＦ値が獲得される。ステッピングモーターのステップ（即ち、絞り開口部の位置）に関連した絶対Ｆ値スケールを導き出すことが可能となるようにＦ値は獲得されなければならない。ほとんどの場合、絞りが開放された位置についてＦ値が獲得されるが、理論的には、絞りのいずれの既知の位置についてのＦ値も、ステッピングモーターのステップに関連した絶対Ｆ値スケールを後に導き出すのに十分であろう。
【００５２】
Ｆ値は、Ｐアイリスレンズ１０１の外部またはカメラ本体１０２上のダイヤルまたはロールリストにより手動で入力されてよい。Ｆ値は、カメラ管理ユーザーインターフェース１１３を介して入力され、ネットワーク１１２を介してカメラの処理手段１０７へダウンロードされてもよい。あるいは、Ｆ値は、Ｐアイリスレンズ内のメモリに予め保存され、Ｐアイリスレンズ１０１がカメラ本体１０２に取り付けられた場合にインターフェース１０６を介してカメラの処理手段１０７へと送られてもよい。あるいは、Ｆ値は、場合によっては、以下に記載されるキャリブレーションの結果得られるキャリブレーション曲線から計算されてもよい。
【００５３】
フローチャートのステップ２０２において、絞り（即ち、絞り羽根１０３）は開始位置に移動する。Ｐアイリスレンズ１０１がカメラ本体１０２に搭載される場合、絞り開口部の実際の位置（開放位置と閉じた位置との間）は未知である。従って、キャリブレーションの第二のステップ２０２は、絞り開口部をステッピングモーターを用いて特定の開始位置２０２へと移動させる。このような開始位置の一つとして、例えば、絞り開口部が開放した位置が挙げられる。開始位置に到達するため、ステッピングモーターは絞りを開く方向へ「ステップ」するように指示される。開放位置に到達したことを確認するために、ステッピングモーターは、絞りを開く方向へ多くのステップを「ステップ」するように指示される。キャリブレーションの次のステップへ進む前に、レンズの焦点は、良好な焦点が達成されるように調整される。好ましくは、キャリブレーションは、（可能であれば）監視をしようとするシーンを用いて、そのシーンの光量が適度に一定である時に行うべきである。太陽を横切る雲のように、シーンにおいてゆっくりとした光の変化を生じさせる物体、および、シーン内を通過または移動する、車、人、動物のように、シーンにおいて素早い光の変化を生じさせる物体は、キャリブレーションに悪影響を与え得る。可能であれば、このような変化が起きる可能性を最小限とする時点が選択されるべきである。
【００５４】
キャリブレーション法のフローチャートの次のステップ２０３において、一つ又は二つ以上の画像がイメージセンサー１１０により記録される。一つ又は二つ以上の画像を表すデータは処理手段１０７へ送られる。いくつかの画像は記録され、あらゆるノイズを減少させるために一つの画像（即ち、画像データ）へと平均化されてよい。以下、一つの画像および二つ以上の画像の両方を表す「画像」という語が用いられる。
【００５５】
フローチャートのステップ２０３で獲得された画像データは、フローチャートのステップ２０４で分析される。いくつかの異なる分析２０４が、記録画像に対して行われてよい。
【００５６】
本発明の第一の実施形態において、記録画像内の高周波数成分は、例えばソーベル法（即ち、離散的微分作用素）およびガウシアンフィルタを用いて、処理手段１０７により決定される。高周波数成分の分析により単一の値を得ることができ、以下、高周波数の値（ＨＦ値）と称し、絞りの現在の位置の記録画像に存在する高周波数の情報の量を表す。決定されたＨＦ値はメモリ１０８に保存されてよい。或る変形において、一連のＨＦ値は同じ絞り位置で記録された一連の記録画像から導き出される。一連のＨＦ値は、次に例えば単一のＨＦ値へと平均化される。一連のＨＦ値の平均化により、ノイズの量およびシーンにおける光の素早い変化の悪影響が減少し、より正確なＨＦ値が得られるであろう。
【００５７】
第二の実施形態において、画像における光量は決定されてよい。或る位置に到達すると、露出アルゴリズムは、イメージセンサー１１０の露出時間（即ち、積分時間）および／または利得を調整することにより、イメージセンサー１１０に作用する光を補償するであろう。調整がなされると、イメージセンサー１１０の露出時間の値および利得の値がメモリ１０８に保存される。多数の画像が記録された場合、平均の露出時間の値および平均の利得の値がメモリ１０８に保存されてよい。或る変形において、画像の光強度が決定されメモリ１０８に保存される。次に、現在の画像の光強度は、少なくとも一つの、前に記録された画像から来る光強度と比較されてよい。二つの画像間の光強度の相違は、ステッピングモーターの端位置（閉じた位置または開放位置）に到達または到達しそうになっているか否かについて情報を与え得る。また、二つの画像間の光強度の相違は、絞りがいずれの方向に動いているか（明るい→暗い＝絞りが閉じている、暗い→明るい＝絞りが開いている）についての情報を与え得る。基準方向と比べ「誤った」方向に光強度が変化している場合、キャリブレーションは、一実施形態において、中断されフローチャートのステップ２０２から再開されてよい。或る実施形態において、比較による情報は、キャリブレーションを終了させるべきか否かを決定するために用いられてもよい。例えば二つまたはそれ以上の画像の間で光強度の変化が全く検出されない場合、端位置に到達しているか、ほぼ到達しているであろうから、キャリブレーションは終了させてよい。
【００５８】
第三の実施形態において、ＨＦ値ならびにイメージセンサー１１０の露出時間および利得の値が決定され、メモリ１０８に保存される。多数の画像が記録された場合、それぞれの平均化された値がメモリ１０８に保存されてよい。
【００５９】
キャリブレーションのフローチャートのステップ２０５において、ステッピングモーターは端位置へ向けて一つ又はそれ以上のステップ移動される。一実施形態において、ステッピングモーターは、Ｐアイリス１０１の絞り羽根１０３を互いにより近づけることで絞り開口部を閉じる方向に、一つの（またはいくつかの）ステップ移動する。さらに別の一実施形態において、ステッピングモーターは、Ｐアイリス１０１の絞り羽根１０３を互いに遠ざけることで絞り開口部を開く方向に、一つの（またはいくつかの）ステップ移動する。
【００６０】
キャリブレーションのフローチャートのステップ２０６において、端位置に到達したか否かが決定される。端位置に到達していない場合、以下のステップ：「画像記録」２０３、「画像分析」２０４および「端位置へ移動」２０５が、例えば、絞りが閉じているかまたは開放している場合であってよい端位置に到達するまで繰り返される。
【００６１】
キャリブレーションのフローチャートのステップ２０７において、絞りの最適な位置およびＦスケールを決定するための計算が行われる。最適な位置およびＦスケールは、以下でさらに議論されるようないくつかの異なる方法で決定されてよい。
【００６２】
図３ａは、本発明の或る実施形態に従い、ＨＦ値を介して絞りの最適な位置を決定する方法を説明する。ＨＦ値および対応するステッピングモーターのステップがダイアグラム３００にプロットされれば、図３ａに示される曲線３０２に類似の曲線が達成されるであろう。図３ａに示された例において、ステッピングモーターのステップが１に等しい場合の開放絞りからステッピングモーターのステップが５０に等しい場合の閉じた絞りまでの間の全範囲は、５０ステップである。ダイアグラム内の曲線は、始めにおけるＨＦ値の確実な増加（ステップ１からステップ２７）は、画質の増加に対応し、一方、終わりにおけるＨＦ値の減少（ステップ２８からステップ５０）は、画質の減少に対応する山型である。最も大きなＨＦ値を有した位置は、最適な位置であり、現行のシナリオを前提として、最善の画像を生成する、即ち高品質の画像が得られる、ステッピングモーターのステップ（即ち、絞りの位置）に対応する。図３ａの実施例における最適な位置の値は、ｘ軸およびｙ軸に向かう実線で記されている。最も高いＨＦ値は、図２ａのフローチャートのステップ２０２〜２０６において決定されたすべての保存されたＨＦ値を比較および／またはソートすることによりカメラ内の処理手段により見出すことができる。
【００６３】
図３ｂは、本発明の或る実施形態に従い、ＨＦ値を介して絞りの最適な位置を決定する別の方法を説明する。この実施例では、それぞれのＨＦ値の微分係数が、一つまたはそれ以上の近接するＨＦ値を用いて、計算される。線３０４に示されるように微分係数が正であれば、ＨＦ値は増加し、最も大きなＨＦ値に到達していないことを意味する。線３０６に示されるように微分係数が負であれば、ＨＦ値が減少し、最も大きなＨＦ値を過ぎたことを意味する。最も大きなＨＦ値は、連続する微分係数の間で増加または減少がない（またはほとんどない）（即ち、線３０５に示されるようにｘ軸と平行に近い）ことを意味する、微分係数がゼロ（またはゼロに近い）場合、または、微分係数がその符号を変える（正の微分係数から負の微分係数に、または負の微分係数から正の微分係数になる）場合に到達したと決定されてよい。
【００６４】
開放された絞りから閉じた絞りまでの範囲のステッピングモーターのすべてのステップについて、Ｆスケールは、ステッピングモーターのそれぞれのステップについて、メモリに保存された露出時間および利得からＦ値を計算することにより決定することができる。計算による結果がステッピングモーターのステップ（それぞれが絞りの或る位置に対応する）の関数としてプロットされれば、図３ｃのダイアグラム３０７内の曲線３０８と同様の曲線が得られるであろう。絶対Ｆスケールを得ることが可能となるためには、特定のステッピングモーターのステップに対する少なくとも一つのＦ値が既知でなければならない。特定のステッピングモーターについてのＦ値は、フローチャートのステップ２０１に記載のように得ることができ、または、ＨＦ曲線に特徴的な「ひざ」が存在する場合、カメラの回折についての知識を用いて以下のように計算することができる。
【００６５】
Ｐアイリスレンズ内の絞り羽根の縁は、光を分散しやすい。ピクセルサイズと比較して絞り開口部が大きい（即ち、アパーチャーが大きい場合）、回折した光は、イメージセンサーに到達する光の総量のわずかな割合に過ぎない。絞り開口部が小さくなるにつれて、回折した光の量は、記録される光の総量に対して割合がより大きくなる。回折が起こり画質に影響を与え始める点は、図４のＨＦ曲線において、曲線が急激に落ち始める点４０１として見ることができる。図４において、回折は、ステッピングモーターのステップ２９あたりで始まると推定される。イメージセンサーのピクセルサイズを知ることによって、回折点の理論Ｆ値を計算することができる。このようにして、図４におけるステッピングモーターのステップ２９（４０１で回折が始まるところ）についてのＦ値を計算することができ、それにより、絶対Ｆスケールを導き出すことができる。
【００６６】
図３ｃにおけるステッピングモーターのステップ‐Ｆ値曲線から、Ｆ値で換算したアパーチャーの範囲を導き出すことができる。光の量を分析することにより、開放された絞り開口部および閉じた絞り開口部についてのステッピングモーターのステップを見出すことができ、従って、ステッピングモーターのステップの総数を計算することができる。
【００６７】
光感受性の低いカメラ１００が光の条件が悪い環境におかれる場合、決定された最適な位置における画像は、場合によっては、実用には暗すぎ得る。この問題は、最適な位置でのＦ値よりも低いＦ値を用いることにより克服または減らすことができる。より低いＦ値により、イメージセンサー１１０に到達する光の量を増加させるであろうより大きなアパーチャー（即ち、より大きな絞り開口部）が得られ、従って、より明るい画像が生成されるであろう。或る光量が与えられた場合に、最も高品質の画像を得る絞り位置を決定することができるために、本発明の実施形態のキャリブレーションで以下のステップを実行してよい。
【００６８】
・所定の光量が与えられた場合、高品質の画像を得る最も高いＦ値に対応する第一のＦ値が決定される。
【００６９】
・導き出された最適な位置の特定の高周波数の値に対応する第二のＦ値が決定される。
【００７０】
・次に、第一および第二のＦ値は互いに比較され、第一のＦ値が第二のＦ値より低い場合、絞り開口部の決定は第一のＦ値に基づき、一方、第一のＦ値が第二のＦ値より高い場合、絞り開口部の決定は第二のＦ値に基づく。
【００７１】
これらのステップにより、特定の光量での最も高品質の画像を生成する絞り位置が得られることが確保されるであろう。
【００７２】
被写界深度が少なくとも或る長さに制限される必要があり、これにより画質が損なわれる場合、被写界深度、焦点距離、および錯乱円を含む計算により最小のＦ値を見つける必要がある。最適な位置について計算されたＦ値およびこの最小のＦ値が比較され、二つのうちより高いＦ値が選択されるべきである。Ｆ曲線から、対応するステッピングモーターのステップを見つけることができる。
【００７３】
最適な位置およびＦスケールが決定された場合、キャリブレーションのフローチャートの次のステップ２０８は、ステッピングモーターを対応するステッピングモーターのステップにステップさせることにより、絞り開口部を決定された最適な位置に調整（即ち、絞り羽根１０３を動かすことにより）することである。これがなされると、与えられたシナリオについてカメラはキャリブレートされ、これによりそのパラメータが既知となる。そして、このカメラは、キャリブレートされていないカメラよりもより最適化された方法で使用することができる。
【００７４】
図３ａのＨＦ曲線を用いて正確に最適な位置を決定することが不可能な場合（ノイズ又は他の理由により）、他の方法を用いてよい。このような方法の一つとして、最適な位置はステッピングモーターの或るステップにあるという「条件付きの推測」をすることが挙げられるであろう。ステッピングモーターの全範囲が５０ステップの場合、ステッピングモーターの開始位置から２５ステップの位置は、開放位置と回折の開始する点との間のどこかであり、従って、カメラがそれ相当の画質を有した画像を得ることができる位置であろうと「推測」することができる。この方法は次善の方法であるが、ＤＣアイリスレンズを備えたカメラを用いるより、画質の点でより良い可能性がある。
【００７５】
別の方法は、イメージセンサーのピクセルサイズを用いて回折のステッピングモーターのステップを見出すことであろう。回折が始まる点のＦ値は、前述したように、ピクセルサイズを用いて計算することができる。対応する回折のステッピングモーターのステップは、図３ｃと関連して議論されているようにＦ曲線を用いて見出すことができる。開放した絞り開口部に対するステッピングモーターのステップが既知であるため、「最適な位置Ａ」は、ステッピングモーターのそのステップと回折が始まるステッピングモーターのステップとの間のいずれかの位置として選択されるべきである。「光量が少なすぎる位置Ｂ」は、開放された絞り開口部に対するステッピングモーターのステップであるはずであり、「光量が多すぎる位置Ｃ」は、回折が始まるステッピングモーターのステップに近い位置であるはずである。
【００７６】
本発明の別の実施形態において、図２ａのキャリブレーションは、図２ａの「端位置に到達？」（フローチャートステップ２０６）という停止基準の他に、さらなる停止基準を追加することにより短縮されてもよい。多くの場合、低ＨＦ値のステップ（即ち、絞り位置）、例えば図４のステップ４５〜５０は、有用な画像を生成しないため、実際には全く使用されない。図２ｂは、さらなるフローチャートのステップ２０９が、図２ａに示されたフローチャート内のフローチャートステップ２０５と２０６との間にいかに挿入され得るかの例である。フローチャートのステップ２０６の「端位置に到達？」に到達する前に特定の停止基準に到達した場合、「画像を記録」２０３、「画像を分析」２０４および「端位置へ移動」２０５のループが終了し、フローチャートのステップ２０６の「端位置に到達？」がバイパスされる。
【００７７】
図２ｂの停止基準２０９は、いくつかの異なる方法で実装されてよい。一つの方法は、図４に、垂直線４００により図示されるように、決定されたＨＦ値について単一のＨＦしきい値４００を決定することである。図４の例において、開放された絞り開口部に対応する、第一の決定されたＨＦ値は、しきい値４００として設定され、そして、その結果として停止基準となるであろう。ＨＦ値の決定の間、ステッピングモーターのすべてのステップについて、決定されたＨＦの値はＨＦしきい値と比較されるであろう。もし決定されたＨＦ値がＨＦしきい値４００よりも小さければ、図２ｂの停止基準２０９が満たされる。
【００７８】
図２ｂの停止基準２０９を選択することの変形としては、カメラが用いられようとするシナリオ、または他の基準に基づいて、カメラのユーザーに選択させることが挙げられるであろう。
【００７９】
図２ｂの停止基準２０９を選択することのさらに別の変形として、図３ｂに関連して議論されたように微分係数の傾きから停止基準２０９を決定することが挙げられるであろう。停止基準は、或る実施形態においては、例えば、微分係数が或る程度の負の傾きであることであり得る。
【００８０】
図２ｂの停止基準２０９を選択することのさらに別の変形として、露出時間および利得の値を決定する場合に二つ（またはそれ以上）の画像の間で光の変化を観察することが挙げられるであろう。もし、光の変化が最小限（光のしきい値で定義される）、または存在しなければ、停止基準２０９は満たされ、「画像を記録」２０３、「画像を分析」２０４および「端に移動」２０５のループが中断されるであろう。
【００８１】
図２ｂの停止基準２０９を選択することのさらに別の変形として、この値よりも小さなアパーチャーを用いると画質が悪くなるであろうため、回折が始まる４０１のステッピングモーターのステップで停止することが挙げられるであろう。
【００８２】
図５は、本発明の別の実施形態の、カメラのキャリブレーションを行うためのフローチャートを示す。フローチャートのステップ２０１〜２０５、２０６、２０７および２０８は図２ａの同じ番号のフローチャートのステップと同じであり、従って、同じタスクを実行する。この実施形態では、フローチャートのステップ「ｎ回ループする」５０１およびフローチャートのステップ「前の位置に移動」５０２が追加された。これらのフローチャートのステップを加えることにより、キャリブレーションは、新しいステッピングモーターのステップに移動する前に、二つのステッピングモーターのステップの間をｎ回行ったり来たりする。このフローチャートのｎ＝１の場合の実装は以下の通りであってよい：
・第一の画像または第一の画像のセットがステッピングモーターのステップ１で記録される。
・ステッピングモーターはステップ２に移動し、第一の画像または第一の画像のセットがステッピングモーターのステップ２で記録される。
・ステッピングモーターはステップ１に戻り、第二の画像または第二の画像のセットが記録される。
・次に、ステッピングモーターはステップ２に移動し、第二の画像または第二の画像のセットがステップ２で記録される。
【００８３】
この手続はｎ回繰り返してよく、ここで、ｎはユーザーが定義した番号または予め定義された番号である。或る変形において、フローチャートのステップ５０１におけるループの停止基準は、特定の回数ではなく画像における光の変化に基づいてよい。停止基準は、例えば、「画像におけるさらなる光の変化が検出されなくなるまで」等でよい。
【００８４】
ループがｎ回繰り返されると、ステッピングモーターは一つ位置を移動し（この例ではステップ３に）、フローチャートのステップ２０６「端位置に到達？」に到達するまでループがステップ２とステップ３との間でｎ回行われる等がなされる。このキャリブレーションスキームは、ノイズおよびシーンにおける光の素早い変化の悪影響を効果的に減少させるであろう。上記で議論されたように、シーンにおける光の素早い変化は、シーン内を通過または移動する、車、人、動物のような物体によるものであり得る。
【００８５】
本発明の或る実施形態において、最適な位置およびＦスケールを決定するための計算（図２ａおよび図５に示されるフローチャート内）は、フローチャートのステップ２０７においでではなく、ステッピングモーターがとるステップのそれぞれでオンザフライで行われる。
【００８６】
本発明の別の実施形態において、すべての記録画像２０３は、フローチャートのステップ２０４で分析を行わずに最初にメモリに保存してよい。フローチャートのステップ２０６または５０９において端位置に到達する場合、フローチャートのステップ２０７における最適な位置およびＦスケールを決定するための計算の前に、フローチャートのステップ２０４に従う分析が行われてよい。
【００８７】
別の実施形態において、図２ａまたは図５のフローチャートに従う多数のキャリブレーションが連続して行われる。これにより、特に、キャリブレーションに用いられるシーンにおいて画像がゆっくりとした光の変化を被る状況において、より高い精度で最適な位置が決定されるであろう。上記で議論されているように、シーンにおけるゆっくりとした光の変化は、例えば、太陽の前を横切る雲によるものであってもよい。
【００８８】
記録画像の分析は、全体の画像上で、または画像の一部のみにおいて行われてよい。図６は、駐車場および通りの画像６０１を記録するように置かれた監視カメラを示す。画像６００の上部左側で移動している車は、シーンにおける素早い光の変化を生じさせ、（上記で議論されているように）Ｐアイリスレンズを有したカメラのキャリブレーションに悪影響を与え得る。しかし、画像内で移動する物体を全く含まない区分を選択し、全体の画像ではなくその区分の画像のみを分析することにより、移動する車による悪影響を減少させまたは避けることができる。しかし、その区分は、監視することになるシーンから選択され、そのほとんどがカバーされるべきであり、そうしなければ、キャリブレーションは誤ったものとなり得る。場合によっては、不完全な区分を用いてキャリブレーションを行うより、キャリブレーションを行うためにその日の別の時間を選択したほうがよいことがあり得る。
【００８９】
画像における区分を決定するいくつかの方法がある。一つの方法は、図６の斜線領域６０２にで図示されるような画像の中心を常に選択することである。しかし、図６の例によって示されるように、中心領域６０２の光は、駐車しようとする車によって影響を受け得る。この領域は、車が区分内におよび区分外に絶えず移動する通りに対応するため、上部左側の斜線領域６０４はさらに悪い。この例では、選択すべき最善の位置は、光の素早い変化の観点で（太陽が雲を出入りするようなゆっくりとした光の変化は除外される）最も安定していると思われる画像の下部右側の斜線領域６０３であり得る。区分の選択は、ユーザーにより手動で行うか、または、画像に動き検出を適用し、最も動きの少ない領域を選択することにより、もしくは、一連の画像に光の分析を行い、最も光の変化の量が少ない区分を選択することにより自動で行ってよい。或る変形において、選択された区分は分析から除外される。選択された区分は任意のサイズおよび形であってよい。区分はいくつかのより小さな区分により構成されてよい。
【００９０】
図７は、上記の実施形態および図１〜図６に記載されているＰアイリスレンズを有したカメラのためのキャリブレーション方法のすべての態様を行うための指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディア７００を示す。第一の開口部位置と第二の開口部位置との間の絞り開口部のサイズの調整７０１、前記調整の間の複数の画像の記録７０２、前記画像の分析７０３、および高品質の画像を得る前記分析に基づいた絞り開口部の決定７０４のための指示を前記可読メディアは特に有している。コンピュータ可読メディア７００は、カメラに内蔵されても、またはカメラ外部にあってもよい。
【００９１】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を記載する目的のみのためのものであり、本発明を限定することは意図されない。本明細書では、文脈において明示されない限り、単数の表現は複数の表現も含むことが意図される。本明細書において、「含む」という用語は、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素および／またはコンポーネントの存在を特定するが、一つまたはそれ以上の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネントおよび／またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００９２】
特に定義されない限り、本明細書で用いられるすべての用語（技術用語および科学用語）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同様の意味を有している。本明細書で用いられる用語は、本明細書および関連する技術の文脈での意味と矛盾しない意味を有しているものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想化された意味に、または過度に正式な意味に解釈されないであろうことが、さらに理解されるであろう。
【００９３】
前述の事項は、本発明の原理、好ましい実施形態および操作様式を記載したものである。しかし、この本発明の記載は、制限としてではなく説明として考えられるべきであり、上記で議論された特定の実施形態に限定されるべきではない。本発明の様々な実施形態の種々の特徴は、明示的に記載されているものとは別の組み合わせに組み合わされることもできる。従って、以下の請求項によって定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態における変形が当業者によってなされてよいことが理解されるべきである。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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