(57)【要約】【課題】ＰｏＥ下の電源供給条件において、監視用途に耐え得るパン、チルト機能を保持する。【解決手段】Ｓ１で撮影が開始され、Ｓ２で雲台の駆動が行われないときには、電子シャッタは停止する。Ｓ３で撮影絞り２３の電源が供給され、Ｓ４で画像信号レベルの増減に従って撮影絞り２３の駆動が行われる。Ｓ５で雲台を駆動する操作が行われたか否かを判断し、撮像操作が行われていない場合にはＳ４に戻り、操作が行われた場合にはＳ６で撮影絞りの電源供給が停止した後に、Ｓ７で撮影絞りを開口状態で固定する。Ｓ８で輝度信号に基づいて被写体の明るさを判定し、Ｓ９で露出補正の必要に応じて電子シャッタを動作させて、固体撮像素子の電荷蓄積時間を変更する。【選択図】図７
2006262038.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの入射光を結像する光学系と、該光学系により結像した前記入射光を電荷に変換しかつ該電荷を所定時間蓄積後に画像信号として出力する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段から成る撮影光学系を電動手段により旋回及び俯仰させる雲台装置と、該雲台装置への電源供給をする第１電源供給手段と、前記撮影光学系内に設けた撮影絞りと、該撮影絞りを電動手段により開閉し供給電流が所定値以下の時には前記撮影絞りを所定の開口量に固定する絞り開口制御手段と、該絞り開口制御手段への電源を供給する第２電源供給手段と、前記第１電源供給手段による供給電流の変更に対応して前記第２電源供給手段による供給電流を変更する制御手段とを有することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記撮影光学系内に電動手段により挿入及び離脱可能に設けた減光部材と、前記第２電源供給手段による供給電流の変化に連動して前記減光部材を駆動する減光制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記撮像手段の出力信号の増減を判定し、該判定結果に基づいて前記入射光の増減を判定する判定手段を有し、前記減光制御手段は前記入射光の増減に応じて前記減光部材を駆動することを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
被写体からの入射光を結像させる光学系と、該光学系により結像した前記入射光を電荷に変換しかつ該電荷を所定時間蓄積後に画像信号として出力する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段から成る撮影光学系を電動手段により旋回及び俯仰させる雲台装置と、該雲台装置への電源供給をする第１電源供給手段と、前記撮影光学系内に設けた合焦光学系と、該合焦光学系を電動手段によって移動する合焦駆動手段と、該合焦駆動手段への電源を供給する第２電源供給手段と、前記第１電源供給手段による供給電流の変更に対応して前記合焦光学系を所定の位置に移動させた後に、前記第２電源供給手段による供給電流を変更する制御手段とを有することを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
前記撮影光学系内に設けた撮影絞りと、該撮影絞りを電動手段によって開閉し前記第２電源供給手段からの供給電流が所定値以下の場合に前記撮影絞りを所定の開口量に固定する絞り開口制御手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記撮像手段の出力信号の増減を判定し、該判定に基づいて前記入射光の増減を判定する判定手段と、前記撮像手段の出力の増減に対応して該出力信号を増幅する信号増幅手段とを有し、前記制御手段は、前記第２電源供給手段からの供給電流の変更が行われる場合に前記信号増幅手段を動作させることを特徴とする請求項５に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記撮像手段の出力信号の増減を判定し、該判定に基づいて前記入射光の増減を判定する判定手段と、前記入射光の増減に応じて前記撮像手段の電荷蓄積時間を制御する蓄積制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第２電源供給手段による電源供給が禁止されている場合に前記蓄積制御手段を動作させることを特徴とする請求項１又は４に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記第２電源供給手段による供給電流の変更に連動して、前記撮影絞りの駆動機構の動きを所定の開口量位置で停止させるストッパ手段を有することを特徴とする請求項１又は５に記載の撮影装置。
【請求項９】
前記第２電源供給手段による電源供給が同時に行われることを禁止する制御手段を有することを特徴とする請求項１又は４に記載の撮影装置。
【請求項１０】
前記撮影光学系の焦点距離を検知する焦点距離検知手段と、前記焦点距離を基に前記合焦光学系の所定の位置を決定する位置決定制御手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
【請求項１１】
前記撮影光学系の焦点距離ｆを検知する焦点距離検知手段と、許容錯乱円径をσ、前記撮影絞りの開口量により得られる前記撮影光学系のＦナンバをＦ、前記合焦光学系の被合焦対象までの距離をｕとした場合に、以下の関係を満たすように、前記絞りの開口量及び前記合焦光学系の位置を制御する位置制御手段とを有することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
過焦点距離Ｈ≒ｆ2／（σ・Ｆ）                      ・・・（１）
被写界深度遠点距離ｄ１＝ｕ2／（Ｈ−ｕ）            ・・・（２）
被写界深度近点距離ｄ２＝ｕ2／（Ｈ＋ｕ）            ・・・（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に防犯、設備保守、看護、介護、保育の安全確保等の監視用途の目的におけるモニタリング映像を撮像し、パワーオーバイサーネット（ＰｏＥ：Power Over Ethernet(登録商標)）等に代表される信号ケーブル等の信号伝達手段を介して電源供給される撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、監視カメラはＣＣＴＶ（Closed-Circuit ＴＶ）と呼ばれるカメラを使用し、ビデオケーブルによりＮＴＳＣ等の映像信号を出力し、それをタイムラプスレコーダで記録すると共にモニタで監視している。また、このビデオケーブルを介して、電源を供給する電源重畳できるものも販売されている。
【０００３】
近年、ネットワークによる監視カメラが普及してきており、ネットワークで監視することにより、単にモニタによる監視だけでなく、入退室システム等のセキュリティとも連携でき、より細やかで、かつ安心できる監視システムが実現できる。
【０００４】
ネットワークにおいても、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠したＬＡＮケーブルを使用したＰｏＥで、電源を重畳できるものが開発され、外部電源なしにカメラを駆動できるものが販売されている。特に、監視カメラの場合においては、外部電源が設置されていない屋外にも設置することもあり、電源の重畳は単に配線等の煩わしさを解消するだけでなく、外部電源の設置費用を不要とし市場での要望が高い。
【０００５】
また、監視カメラも多機能になり、ＡＦ（Auto Focus：合焦）や電動ズーム可能なレンズを搭載し、更にパンニング（水平回動）、チィルティング（俯仰回動）を有し、これらの駆動もできるＰＴＺ（Pan／Tilt／Zoom）カメラも使用されている。
【０００６】
このようなＰＴＺカメラの駆動は、監視用途に耐え得るようにステップモータ等で行い、消費電力は機能の仕様によっても異なる。撮影方向を１秒間で９０°以上変更可能なパン及びチルト機能を有する最小型クラスの場合には、全て同時に駆動した場合には合計１５〜１６Ｗ程度が必要であり、パン又はチルトを別々に駆動させたとしても１１〜１２Ｗが必要となる。その内訳は、映像出力に５Ｖ系で２〜２．５Ｗ、ネットワークによる映像及び信号通信に２〜２．５Ｗ、絞りの開口調節機構に０．５Ｗ、ＡＦ駆動に０．７Ｗ、ズームに０．８Ｗ及びパンに１２Ｖ系で４Ｗ、チルトに４Ｗである。
【０００７】
一方、ＰｏＥにおける外部機器の規格上の上限は４８Ｖにおいて１２．９５Ｗであるが、機器内の電源生成のための約２０％の電気的損失や種々の環境変動等の余裕を考慮した場合には、実用上使用可能な電力は１０Ｗ程度が上限となる。
【０００８】
このように電力的な制限のために、従来のＰｏＥを用いた監視用途に耐え得る十分な性能を有するＰＴＺカメラは存在しない。しかし、低電力条件下でパン、チルトが行える撮影装置として、特許文献１に示すような技術が開示されている。しかし、この特許文献１においては、ＵＳＢを介して電源供給が行われ、パン、チルトは行うことができるものの、ＡＦやズームといった機能はなく、良質な画質を得ることはできない。更に、パン、チルトの速度又は可動範囲が不十分であり、総じて監視用途に耐え得る十分な性能を有する技術とは云えない。
【０００９】
また、特許文献２においては、容量が有限である電池等の電源を設け、この電源からの供給電源電圧が低下した場合には、節電又は画像出力に十分な電力を確保するために、パン、チルトの同時駆動を禁止している。
【００１０】
更に、各電力負荷の電源配分を変更させる撮影装置の技術としては、特許文献３が開示されており、元々小電力で作動するように構成された撮影装置に、種々のオプションを追加した場合に、過大な電流が撮影装置に流入して映像出力に悪影響を及ぼすことになる。これを防止するために、不要なオプションの電力を制限して、過大な電流が撮影装置に流入することを防止している。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１３１８０６号公報
【特許文献２】特開平８−２７９９５２号公報
【特許文献３】特開昭６２−４３９７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、たとえ特許文献２のようにパン、チルトを別々に駆動するようにしたとしても、それでも電力は未だ１〜２Ｗ程度不足する。また、必要に応じて駆動させればよいズームを、パン、チルト中に駆動させないように構成し、約０．８Ｗを節電しても、０．２〜１．２Ｗ程度の電力不足が生じてしまう。
【００１３】
これに加えて、例えばパン、チルト中に絞り機構への電源供給制限をすることにより、更に約０．５Ｗの電力の削減が可能であり、必要電源を課題解決可能な範囲内に抑えることができる。しかし常識的には、撮影機器の未使用時に撮像素子への無用な入射光を防止するために電源供給が停止されると、絞り機構はばね付勢等によって機械的に完全に閉じるように構成されている。このため、パン、チルト中に絞りの開口調節への電源供給制限をすれば、画像がブラックアウトしてしまい、常に画像が撮影されている必要がある監視用途の撮影装置としては致命的な欠点となる。
【００１４】
またパン、チルト中に、絞りのフォーカスへの電源供給制限をすることによりＡＦを停止すれば、約０．７Ｗの電力を節電でき、必要電源を課題解決可能な範囲内に抑えることは可能になる。しかし、パン、チルト中にフォーカスの合わない画像が撮影されることとなり、監視用途に耐え得る画像が撮影できなくなる虞れがある。
【００１５】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ＰｏＥにおける電源供給条件において、監視用途に耐え得るパン、チルト性能を有する撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明に係る撮影装置の技術的特徴は、被写体からの入射光を結像する光学系と、該光学系により結像した前記入射光を電荷に変換しかつ該電荷を所定時間蓄積後に画像信号として出力する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段から成る撮影光学系を電動手段により旋回及び俯仰させる雲台装置と、該雲台装置への電源供給をする第１電源供給手段と、前記撮影光学系内に設けた撮影絞りと、該撮影絞りを電動手段により開閉し供給電流が所定値以下の時には前記撮影絞りを所定の開口量に固定する絞り開口制御手段と、該絞り開口制御手段への電源を供給する第２電源供給手段と、前記第１電源供給手段による供給電流の変更に対応して前記第２電源供給手段による供給電流を変更する制御手段とを有することにある。
【００１７】
また、本発明に係る撮影装置の技術的特徴は、被写体からの入射光を結像させる光学系と、該光学系により結像した前記入射光を電荷に変換しかつ該電荷を所定時間蓄積後に画像信号として出力する撮像手段と、前記光学系と前記撮像手段から成る撮影光学系を電動手段により旋回及び俯仰させる雲台装置と、該雲台装置への電源供給をする第１電源供給手段と、前記撮影光学系内に設けた合焦光学系と、該合焦光学系を電動手段によって移動する合焦駆動手段と、該合焦駆動手段への電源を供給する第２電源供給手段と、前記第１電源供給手段による供給電流の変更に対応して前記合焦光学系を所定の位置に移動させた後に、前記第２電源供給手段による供給電流を変更する制御手段とを有することにある。
【発明の効果】
【００１８】
本発明における撮影装置は、ＰｏＥ下の電源供給条件において、パン、チルト中に絞りの開口調節への電源供給制限をした場合に機械的に全開、又は機械的ストッパ等により所定の開口状態に固定されるように構成して、パン、チルト中の画像の撮影を継続できるようにしている。これは製品のライフサイクル中には常時、画像撮影を行い、未使用状態が殆どない監視カメラの特性上、未使用時に撮像素子への無用な入射光を防止する機構は大きな意味を有しないからである。
【００１９】
また、絞り機構への電源供給制限中には露出制御の補完手段として、固体撮像素子の電荷蓄積時間を制御する所謂電子シャッタを動作させるか、或いはＮＤフィルタ等の減光部材を光路中へ挿入して機械的に固定すると、電子シャッタの駆動は絞り機構の駆動電力に比較して十分に小さな電力で実行でき、また減光部材は光路中に機械的に固定されるため、挿入後は電力が不要であるため節電には有用である。
【００２０】
更に、パン、チルト中に絞りのフォーカスへの電源供給を制限してＡＦを停止させて、フォーカスの補完手段として絞り機構を小開口で固定すると、Ｆナンバを大きくして被写界深度が深くなる所謂パンフォーカス状態とすることで、ＡＦ停止後でもフォーカスの合った画像の撮影が可能となる。
【００２１】
この際のＦナンバの増加による露出不足を補うために、前述の電子シャッタや、固体撮像素子が出力する画像信号を自動的に適正レベルまで電気的に増幅する所謂ＡＧＣ機能を動作させると、このＡＧＣ駆動は電子シャッタの駆動と同様に、絞り機構の駆動電力に比して十分に小さな電力で行えるため、節電には有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は実施例１の本発明におけるＰＴＺ撮影装置の斜視図を示しており、パン基台１上にはパン軸２を介してホイール３が設けられている。このホイール３にはチルト基台４を介して、対物レンズ５を備えたカメラ本体６が、チルト軸７を中心として垂直回転運動つまりチルトできるように設置されている。
【００２４】
また、チルト基台４はパン軸２を中心として水平回転運動つまりパンできるように設置されている。チルト基台４の一側面には、カメラ本体６をチルトさせるためのサーボモータやＤＣモータ等から成るチルト駆動手段８が取り付けられており、このチルト駆動手段８の駆動力はウォーム９を介してチルト軸７の周囲に設けられた回転可能なホイール１０に連結されている。更に、パン基台１上にはパン駆動手段１１が固定され、ウォーム１２を介してパン軸２に設けられた回転可能なホイール３に連結されている。
【００２５】
これらの１対のチルト機構とパン機構により雲台１３が構成され、チルト駆動手段８及びパン駆動手段１１を駆動することにより、カメラ本体６のパン動作及びチルト動作が行われる。
【００２６】
チルト駆動手段８及びパン駆動手段１１は、後述するＰＴＺ制御手段と図示しない電気ケーブル等を介して電気的な接続がなされている。同様に、ＰＴＺ制御手段に電気的接続がなされたエンコーダやポテンションメータ等の公知の位置検知手段により検出された回転角と回転数に基づいて、ＰＴＺ制御手段によりパン角度やチルト角度の検知と駆動制御がされるようになっている。ＰＴＺ制御手段に対して所定の入力を行うことで、カメラ本体６の撮影方向を所望する任意の方向に変更させることができる。
【００２７】
また上述の位置検出手段を使用せずに、チルト駆動手段８及びパン駆動手段１１にステップモータとリセットセンサ等の位置検知装置を組合わせて、公知の駆動制御を行うことによっても、上述の機能を満足することもできる。
【００２８】
図２はカメラ本体６及び画像信号を処理する信号処理手段２１の構成図を示している。カメラ本体６の対物レンズ５の後方には、変倍レンズ群２２、複数の薄板から成る撮影絞り２３、固定レンズ２４、フォーカスレンズ群２５、ＮＤフィルタ等から成る減光部材２６、ＣＣＤ等の光電変換部と電荷転送部を有し被写体からの撮像画像情報をアナログ信号として画像信号を出力する固体撮像素子２７が順次に配列されている。また、この固体撮像素子２７の光電変換部の受光面には、画素毎に所定の順序で配列された色フィルタが設けられ、出力されるアナログ信号には色情報が含まれている。
【００２９】
変倍レンズ群２２には、被写体に対する撮影画角を連続的に可変にするために、ステップモータや送りねじ等とリセットセンサ等の位置検知装置との組合わせにより構成されるズーム駆動手段２８が接続されている。撮影絞り２３には、その開口量（開口面積）を変化させることで、撮影光の入射光量の増減を行うために、ガルバノメータ等の絞り駆動手段２９が接続されている。フォーカスレンズ群２５には、コントラスト検出等の公知のＡＦ方法により駆動し、被写体に対するフォーカス合わせを行うために、ズーム駆動手段２８と同様な構成のフォーカス駆動手段３０が接続されている。
【００３０】
減光部材２６には、この減光部材２６を撮影光路内に対して挿入や離脱を行うステップモータやソレノイド等の減光部材駆動手段３１が接続されている。なお、減光部材２６はＮＤフィルタだけではなく、ダイクロイックミラーを用いてもよい。また、減光部材２６に代替して平行平面ガラス３２を挿脱することもでき、この平行平面ガラス３２は減光部材２６が撮影光路内に挿入された場合と同じ光路長を保つための所定の厚みを有している。
【００３１】
減光部材２６は撮影光路内に挿入後は図示しない摩擦機構等の公知の機械的保持機構により、減光部材駆動手段３１の電源供給が停止されても、撮影光路内に保持されるように構成されている。
【００３２】
更に、これらのズーム駆動手段２８、絞り駆動手段２９、フォーカス駆動手段３０、減光部材駆動手段３１はカメラ制御手段３３に接続されている。
【００３３】
また、固体撮像素子２７から出力される画像信号は、信号処理手段２１内のノイズ除去、ゲイン調整、プリニ処理等の所定のアナログ処理を施すアナログ信号処理手段３４、アナログ撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路３５、デジタル撮像信号に所定の処理を施して、画素毎の輝度信号と色信号を生成し出力するデジタル処理を施すプロセッサであるＤＳＰ３６、カラービデオ信号又は白黒ビデオ信号を生成して出力する画像信号出力手段３７を経てカメラ制御手段３３内の装置制御手段３８に接続されている。
【００３４】
装置制御手段３８は画像信号処理制御手段３９と接続され、この画像信号処理制御手段３９はタイミングジェネレータ４０を介してカメラ本体６の固体撮像素子２７に接続され、更に画像信号処理制御手段３９はアナログ信号処理手段３４、Ａ／Ｄ変換回路３５、ＤＳＰ３６、画像信号出力手段３７と接続されている。
【００３５】
このような構成の撮影装置において、全ての画像処理制御は画像信号処理制御手段３９によって統合的に動作制御が行われる。ＤＳＰ３６で生成される輝度信号のモニタ結果に基づいて、被写体の明るさを判定し、撮影画像の明るさを調整するために必要に応じてアナログ信号処理手段３４におけるゲイン調整を行う。また、タイミングジェネレータ４０の制御により固体撮像素子２７の電荷蓄積時間の制御の変更や、後述する装置制御手段を介して絞り制御手段に所定の入力を行うことで、絞り駆動手段２９を駆動して撮影絞り２３の開口量の調整を行う。更に、画像信号処理制御手段３９は装置制御手段３８からの動作変更命令を受けて、その制御の変更を行う。
【００３６】
タイミングジェネレータ４０は画像信号処理制御手段３９の制御を受け、固体撮像素子２７の信号の読み出しのタイミング信号を出力して、下流処理系との同期や、所謂電子シャッタの電荷蓄積時間の制御等を行う。
【００３７】
図３はカメラ本体６の制御を行うカメラ制御手段３３を中心とするブロック構成図を示し、カメラ制御手段３３は所定のプログラムによって動作するマクロプロセッサ等で構成されているが、上述の信号処理手段２１と同一のプロセッサ内に構成することも容易にできる。カメラ制御手段３３内には装置制御手段３８が設けられ、この装置制御手段３８は画像信号処理制御手段３９、ＰＴＺ制御手段４１、信号伝送線４２を介して電源／信号入出力装置４３が接続されている。
【００３８】
また、ＰＴＺ制御手段４１はチルト駆動手段８、パン駆動手段１１、ズーム駆動手段２８と接続され、電源／信号入出力装置４３は電源／信号重畳装置４４と接続されている。更に、電源／信号重畳装置４４はＰＣ（Personal Computer）や専用コントローラなどから成る操作手段４５と接続され、操作手段４５の出力は画像記録装置４６、モニタ４７に接続され、電源／信号重畳装置４４には商用ＡＣ電源やＡＣアダプタ等から成る外部電源４８が接続されている。
【００３９】
装置制御手段３８には、給電線４９を介して電源／信号入出力装置４３の出力が接続されている。ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ規格に準拠したＰｏＥの場合には、給電線４９にはEthernet(登録商標)ケーブルが用いられ、最大４８Ｖで１２．９５Ｗの電力を重畳して給電することができる。また、装置制御手段３８の出力は、減光部材駆動手段３１、絞り制御手段５０、フォーカス制御手段５１に接続され、絞り制御手段５０、フォーカス制御手段５１はそれぞれ絞り駆動手段２９、フォーカス駆動手段３０と接続されている。
【００４０】
なお、本実施例においては説明を容易にするために、装置制御手段３８と各制御手段とを分離した構成としているが、これらを全て統合した１つの制御手段として構成することもできる。
【００４１】
電源／信号重畳装置４４において重畳された操作手段４５からの操作信号と外部電源４８からの供給された電源は、電源／信号入出力装置４３に入力されて、操作信号と電源が分離され、操作信号は信号伝送線４２を介して装置制御手段３８に送られ、撮影装置の各部の所定の制御が行われる。また、電源は電源／信号入出力装置４３内の図示しないＤＣ−ＤＣコンバータやスイッチング電源等により、撮影装置内で使用される所定の電圧に変換されて、給電線４９を介して装置制御手段３８に送られ、撮影装置各部への所定の給電が行われる。
【００４２】
逆に、撮影装置各部の動作制御情報や画像信号は、装置制御手段３８を経て信号伝送線４２を介して、電源／信号入出力装置４３から撮影装置外部に出力されて、電源／信号重畳装置４４を経て操作手段４５に入力される。
【００４３】
ＰＴＺ制御手段４１には、上述のチルト駆動手段８、パン駆動手段１１、ズーム駆動手段２８に電気的に接続され、これらへの電源供給制御や、パン及びチルトの角度を検出し、カメラ本体６の方向を検出する。同時に、変倍レンズ群２２の位置を検知することで、被写体に対する撮影画角つまり撮影光学系焦点距離を検出し、カメラ本体６の撮影範囲を認識している。
【００４４】
また、操作手段４５からのパン角度、チルト角度、撮影画角の入力に対して、チルト駆動手段８、パン駆動手段１１、ズーム駆動手段２８を所定量駆動させている。絞り制御手段５０は上述の絞り駆動手段２９への電源供給制御や、撮影絞り２３を所定量駆動させる。
【００４５】
図４は撮影絞り２３の構成図を示し、撮影絞り２３は上昇絞り羽根６１と下降絞り羽根６２から構成され、それぞれには主開口孔６１ａ、６２ａ、ピンスリット６１ｂ、６２ｂが設けられている。ガルバノメータにより構成され回転中心６３を中心に両矢印方向に回動する絞り駆動手段２９には、駆動アーム６４が連結されている。駆動アーム６４の両先端にはピン６４ａ、６４ｂが設けられており、ピン６４ａ、６４ｂはそれぞれがピンスリット６１ｂ、６２ｂに遊合している。
【００４６】
絞り駆動手段２９に所定量の電源が供給されると、駆動アーム６４を回転中心６３を中心にしてＡ方向に回転する。これにより、ピン６４ａ、６４ｂがそれぞれ下方と上方に移動し、遊合している上昇絞り羽根６１と下降絞り羽根６２をそれぞれ上方と下方にガイド機構によって平行移動するように構成されている。無電源供給時又は極低給電時には、駆動アーム６４をＢ方向にばね力で付勢することで始動位置に停止させており、この状態のとき主開口孔６１ａ、６２ａによる開口部６５は最大となる。
【００４７】
図５は上昇絞り羽根６１と下降絞り羽根６２が、その全移動量の中間付近まで動いた状態を示し、図６は上昇絞り羽根６１と下降絞り羽根６２が、その全移動量の中間付近を過ぎて小絞り側まで動いた状態を示している。
【００４８】
図７は雲台１３の駆動時における撮影絞り２３に係る撮影装置の動作のフローチャート図である。先ず、ステップＳ１において撮影が開始され、ステップＳ２において雲台１３の駆動が行われないときには、電子シャッタは停止する。続いて、ステップＳ３において撮影絞り２３の電源が供給され、ステップＳ４において画像信号レベルの増減に従って撮影絞り２３の駆動が行われる。
【００４９】
ステップＳ５において、操作手段４５から雲台１３を駆動する操作が行われたか否かを判断し、撮像操作が行われていない場合にはステップＳ４に戻り、操作が行われた場合にはステップＳ６に進む。ステップＳ６において、撮影絞り２３の電源供給が停止した後に、ステップＳ７において、図４で示すように撮影絞り２３は開口状態で固定される。
【００５０】
続いて、ステップＳ８において、装置制御手段３８は画像信号処理制御手段３９にＤＳＰ３６で生成される輝度信号のモニタ結果に基づいて、被写体の明るさを判定する。ステップＳ９においては、露出補正の必要に応じて、タイミングジェネレータ４０の制御により、固体撮像素子２７の電荷蓄積時間を変更する電子シャッタを動作させる。
【００５１】
なお、ステップＳ６において撮影絞り２３への電源供給停止後に、ステップＳ１０において装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を増加し、ステップＳ１１において雲台１３を駆動する。そして、ステップＳ１２において雲台１３が停止した後に、ステップＳ１３において装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を低減し、ステップＳ２に戻って電子シャッタを停止させ、ステップＳ３において撮影絞り２３に電源供給を増加し、ステップＳ４において撮影絞り２３の可変駆動を再開する。
【００５２】
なお、被写体の明るさが十分にない場合等においては、露出条件によっては電子シャッタの構成を省略することが可能である。
【実施例２】
【００５３】
本実施例２においては、装置制御手段３８は減光部材駆動手段３１を駆動制御することにより、減光部材２６を撮影光路内に挿入離脱させる。
【００５４】
図８は雲台１３の駆動時の撮影絞り２３に係る撮影装置の動作のフローチャート図である。先ず、ステップＳ２１において動作が開始されると、ステップＳ２２において雲台１３の駆動が行われないときには、減光部材２６は撮影光路外に離脱される。ステップＳ２３において撮影絞り２３に電源が供給され、ステップＳ２４において画像信号レベルの増減に従って撮影絞り２３の可変駆動が行われる。
【００５５】
続いて、ステップＳ２５において、雲台１３の駆動操作がされたか否かを判断し、操作手段４５から雲台１３を駆動する操作が行われた場合には、ステップＳ２６に進み、操作が行われていない場合にはステップＳ２４に戻る。ステップＳ２６において、装置制御手段３８は絞り制御手段５０に撮影絞り２３への電源供給を停止し、ステップＳ２７において図４で述べたように撮影絞り２３は開口状態で固定する。
【００５６】
続いて、ステップＳ２８において、装置制御手段３８は画像信号処理制御手段３９にＤＳＰ３６で生成される輝度信号のモニタ結果に基づいて、被写体の明るさを判定し、ステップＳ２９において露出補正の必要に応じて、減光部材駆動手段３１を駆動制御することにより、減光部材２６を撮影光路内に挿入する。
【００５７】
ステップＳ３０において、装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を増加し、ステップＳ３１において雲台１３を駆動させた後に、ステップＳ３２において雲台１３が停止したか否かを判断する。雲台１３が停止した場合にはステップＳ３３に進み、停止していない場合にはステップＳ２７に戻る。装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に、雲台１３への電源供給を減少した後にステップＳ２２に戻り、減光部材２６を撮影光路外に離脱させ、ステップＳ２３において撮影絞り２３へ電源供給を増加し、ステップＳ２４において撮影絞り２３の可変駆動を再開する。
【００５８】
なお、画像信号処理制御手段３９による画像信号レベルの判定を省略すれば、露出制御の精度は低下するが、制御の簡略化はできる。また撮影絞り２３の固定後に、電子シャッタ動作と減光部材２６の撮影光路挿入を組み合わせると、過剰光量入射を防止可能になり、露出補正範囲を広げるために有効である。
【実施例３】
【００５９】
実施例１、２においては、撮影絞り２３は図４に示すように全開状態となるが、本実施例３においては、絞り駆動手段２９にステップモータを用いている。このステップモータにより図５に示すように全開と全閉の中間付近又は任意の位置で電源供給を停止することにより、ステップモータのディテント力によってこの状態が保持される。これにより、過剰光量入射を防止可能になり、露出補正の範囲を広げることが可能となる。
【００６０】
なお、絞り駆動手段２９にステップモータを用いずに、図９に示すように所定の開口量の時に、ガルバノメータ７１を介してストッパ７２を回転し、駆動アーム６４を機械的に固定させる機構を用いることもできる。なお、ガルバノメータ７１が無通電時にはばねにより、一点鎖線で示すストッパ７２の位置に付勢されていて、ガルバノメータ７１が無通電時には、ストッパ位置から離脱するように構成されている。また、ガルバノメータ７１の代りにステップモータを使用しても同様の作用が得られる。
【００６１】
図１０は雲台１３の駆動時におけるフォーカスレンズ群２５に係る撮影装置の動作のフローチャート図である。先ず、ステップＳ４１において撮影が開始され、ステップＳ４２において雲台１３の駆動が行われないときにはＡＧＣ（自動ゲイン調整）が停止される。ステップＳ４３において、フォーカス駆動手段３０に十分な電源供給が行われ、ステップＳ４４においてＡＦが動作し、ステップＳ４５において撮影絞り２３も露出に応じて可変駆動される。
【００６２】
続いてステップＳ４６において、操作手段４５から雲台１３を駆動する操作が行われたか否かを判断し、操作が行われた場合にはステップＳ４７に進み、行われていない場合にはステップＳ４４に戻る。
【００６３】
ステップＳ４７において、装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１から取得した撮影系焦点距離Ｆを基に算出した所定の被写界深度を得られるように、フォーカス制御手段５１にフォーカスレンズ群２５を所定の位置：ｕ（距離ｕに合焦する位置）に移動させた後に、ステップＳ４８においてフォーカス駆動手段３０への電源供給を停止する。続いてステップＳ４９において、ＡＦを停止させた後に、ステップＳ５０において装置制御手段３８は、撮影光学系が所定のＦナンバ：Ｆとなるように、図９に示すように撮影絞り２３の開口量を動かして固定する。
【００６４】
続いて、ステップＳ５１において、装置制御手段３８は画像信号処理制御手段３９によるＤＳＰ３６で生成される輝度信号のモニタ結果に基づいて被写体の明るさを判定し、ステップＳ５２において撮影画像の明るさを自動調整するために、アナログ信号処理手段３４におけるＡＧＣを動作させる。
【００６５】
また、ステップＳ４８におけるフォーカス制御手段５１への電源供給停止後に、ステップＳ５３において装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を増加させた後に、ステップＳ５４において雲台１３を駆動する。そして、ステップＳ５５において雲台１３が停止したか否かを判断し、停止した場合にはステップＳ５６に進み、停止していない場合にはステップＳ４９に戻る。
【００６６】
ステップＳ５６において、装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を低減した後にステップＳ４３に戻り、ＡＦ及び撮影絞り２３を可変制御する。なお、被写体の明るさが十分にある場合等の露出条件によっては、ＡＧＣの構成を省略することも可能である。
【実施例４】
【００６７】
図１１は雲台１３の駆動時におけるフォーカスレンズ群２５に係る撮影装置の動作のフローチャート図である。先ず、ステップＳ６１において撮影が開始されると、ステップＳ６２において雲台１３の駆動が行われないときには電子シャッタが停止され、続いてステップＳ６３においてフォーカス駆動手段３０に十分な電源供給が行われる。ステップＳ６４において、オートフォーカスを動作させ、ステップＳ６５において撮影絞り２３も露出に応じて可変駆動する。
【００６８】
続いてステップＳ６６において、操作手段４５から雲台１３を駆動する操作が行われたか否かを判断し、操作が行われた場合にはステップＳ６７に進み、行われていない場合にはステップＳ６４に戻る。ステップＳ６７において、装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１より取得した撮影系焦点距離Ｆを基に算出した所定の被写界深度を得られるように、フォーカス制御手段５１にフォーカスレンズ群２５を所定の位置ｕに移動させる。更にステップＳ６８において、フォーカス駆動手段３０への電源供給を停止し、ステップＳ６９においてＡＦを停止させ、ステップＳ７０で図９に示すように撮影絞り２３の開口量を動かして、撮影光学系のＦナンバが所定のＦとなるように固定する。
【００６９】
続いてステップＳ７１において、装置制御手段３８は画像信号処理制御手段３９にＤＳＰ３６で生成される輝度信号のモニタ結果に基づいて、被写体の明るさを判定する。ステップＳ７２において、露出補正の必要に応じてタイミングジェネレータ４０の制御により、固体撮像素子２７の電荷蓄積時間を変更する電子シャッタを動作させる。
【００７０】
また、ステップＳ６８におけるフォーカス制御手段５１への電源供給停止後に、ステップＳ７３において装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を増加した後に、ステップＳ７４において雲台１３を駆動する。
【００７１】
そして、ステップＳ７５において雲台１３が停止しているか否かを判断し、停止している場合にはステップＳ７６に進み、停止していない場合にはステップＳ６９に戻る。ステップＳ７６において、装置制御手段３８はＰＴＺ制御手段４１に雲台１３への電源供給を低減させた後にステップＳ６３に戻り、ＡＦ及び撮影絞り２３を可変制御する。なお、被写体の明るさが十分にある場合等には、露出条件によっては電子シャッタの構成を省略することが可能である。
【００７２】
続いて、実施例３で述べたフォーカスレンズ群２５の所定の位置ｕ、及び撮影光学系の所定のＦナンバについて説明する。一般に、撮影光学系の焦点距離をｆ、撮影光学系のＦナンバをＦ、許容錯乱円径をσとした場合に、距離Ｈから無限遠∞まで所定の許容錯乱円径σで許容するぼけ内で、撮像可能な被写界深度条件は、位置ｕが無限遠∞の場合に過焦点距離Ｈは次式のようになる。
Ｈ≒ｆ2／（σ・Ｆ）                                ・・・（１）
【００７３】
この条件下で、Ｈ≧ｕとした場合に、距離ｕを基点として撮影系の反対方向側及び撮影系側の被写界深度位置を、それぞれ遠点距離をｄ１、近点距離をｄ２とした場合に、次の式が成立する。
ｄ１＝ｕ2／（Ｈ−ｕ）                              ・・・（２）
ｄ２＝ｕ2／（Ｈ＋ｕ）                              ・・・（３）
【００７４】
所望の遠点距離ｄ１及び近点距離ｄ２を有する被写界深度が得られるように、装置制御手段３８は撮影系焦点距離ｆ、式（１）〜（３）から、フォーカスレンズ群２５の位置ｕ、及び撮影光学系のＦナンバを決定する。この場合に、Ｆナンバ：Ｆは大きい方がより大きな被写界深度が得られるので、撮影絞り２３の開口量は、図９に示すように中間の開口量よりも小さ目の所謂小絞りにすることが効果的である。
【００７５】
実施例３と実施例４に記載されているＡＦの停止と撮影絞り２３の固定に連動したＡＧＣ及び電子シャッタの動作は、組み合わせて用いることは容易であり、露出調整範囲の拡大と撮影画像の画質向上に寄与できるために有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施例１のＰＴＺカメラの斜視図である。
【図２】カメラ本体及び画像信号を処理する信号処理手段の構成図である。
【図３】カメラ制御手段のブロック構成図である。
【図４】撮影絞りの構成図である。
【図５】撮影絞りの作用説明図である。
【図６】撮影絞りの作用説明図である。
【図７】実施例１の動作フローチャート図である。
【図８】実施例２の動作フローチャート図である。
【図９】実施例３の撮影絞りのストッパ機構の構成図である。
【図１０】動作フローチャート図である。
【図１１】実施例４の動作フローチャート図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  パン基台
２  パン軸
４  チルト基台
５  対物レンズ
６  カメラ本体
７  チルト軸
８  チルト駆動手段
１１  パン駆動手段
１３  雲台
２１  信号処理手段
２３  撮影絞り
２６  減光部材
２７  固体撮像素子
２８  ズーム駆動手段
２９  絞り駆動手段
３０  フォーカス駆動手段
３１  減光部材駆動手段
３３  カメラ制御手段
３８  装置制御手段
３９  画像信号処理制御手段
４１  ＰＴＺ制御手段
４２  信号伝送線
４３  電源／信号入出力装置
４４  電源／信号重畳装置
４５  操作手段
４８  外部電源
４９  給電線
５０  絞り制御手段
５１  フォーカス制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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