(57)【要約】【課題】撮像装置を大幅に設計変更することなく、撮像装置の各種パラメータの調整を安定して行うことが可能な、新規且つ改良された撮像装置、撮像装置制御用ユニット及び撮像方法を提案する。【解決手段】筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸が挿入される回転軸挿入部と、前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記回転量に基づき、制御対象の制御を行う制御部と、を備える、撮像装置を提供する。【選択図】図１
2019066749.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸が挿入される回転軸挿入部と、
前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、
前記回転量に基づき、制御対象の制御を行う制御部と、
を備える、撮像装置。
【請求項２】
前記回転軸の前記回転軸挿入部への挿入を検出する挿入検出部をさらに備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記回転軸の回転方向を検出する回転方向検出部をさらに備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記回転量に基づき、フォーカス、ズーム又は絞りを調整するための駆動量を算出する駆動量算出部と、
前記駆動量に基づいて、フォーカスレンズ、ズームレンズ又は絞り機構の駆動を行う駆動機構制御部と、
を有する、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記回転量と前記駆動量との関係を定める関係情報を格納する記憶部をさらに備え、
前記駆動量算出部は、前記関係情報に基づいて、前記駆動量を算出する、
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記駆動量算出部は、前記撮像装置に装着されるレンズの種類に応じて、前記駆動量を算出する際に用いる前記関係情報を選択する、
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
少なくとも一対の像面位相差検出画素を含む撮像素子をさらに備え、
前記駆動量算出部は、前記像面位相差検出画素により検出した被写体の合焦位置からのずれを所定の閾値と比較し、比較結果に応じて、前記記憶部に格納された複数の前記関係情報から前記駆動量を算出するための前記関係情報を選択する、
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記回転軸を前記回転軸挿入部に挿入した際に、係合することにより前記操作部材を前記筐体に固定する係合部材をさらに備える、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸と、
前記回転軸が挿入される回転軸挿入部と、
前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、
撮像装置に対する制御を行うために、前記回転量を前記撮像装置に出力する端子と、
を備える、撮像装置制御用ユニット。
【請求項１０】
撮像装置の筐体に設けられた回転軸挿入部に、回転軸が挿入されたことを検出し、
ユーザによる操作により回転する前記回転軸の回転量を検出し、
前記回転量に基づき、制御対象の制御を行う、
ことを含む、撮像方法。
【請求項１１】
前記制御対象の制御は、前記回転量に基づき、フォーカス、ズーム又は絞りを調整するための駆動量を算出することと、前記駆動量に基づいて、フォーカスレンズ、ズームレンズ又は絞り機構の駆動を行うことを含む、請求項１０に記載の撮像方法。
【請求項１２】
一対の像面位相差検出画素により検出した被写体の合焦位置からのずれを所定の閾値と比較し、比較結果に応じて、前記回転量と前記駆動量との関係を定める複数の関係情報の中から前記駆動量を算出するための前記関係情報を選択することを含む、請求項１１に記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、撮像装置、撮像装置制御用ユニット及び撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラといった動画を撮像する撮像装置においては、４Ｋ、８Ｋと呼ばれるような高解像度画像の撮像が可能になってきている。さらに、近年、撮像装置に組み込まれる撮像素子も大型化（大判化）してきており、これまでの小型の撮像素子に比べて被写界深度が浅くなることから、例えば背景をぼかして、手前に位置する被写体を浮き上がらせるように撮像することが可能になった。そして、撮像装置におけるこのような技術革新が進むにつれ、ユーザが、フォーカス等の撮像装置の撮像パラメータをマニュアルにより精密に調整することが難しくなってきている。
【０００３】
そこで、下記特許文献１においては、撮像装置のレンズリングに対して回転操作を行うことにより、レンズの位置を調整して、被写体からの光を撮像装置の撮像素子の受光面の一点に集光させるようにする（フォーカスを合わせる）ことができるドライブユニットが開示されている。当該ドライブユニットにおいては、レンズリングの回転に対するレンズの駆動量の関係を切り替えることにより、マニュアルにより素早い被写体に追従してフォーカスを合わせることができる。
【０００４】
また、下記特許文献２においては、撮像装置（レンズ）に通信接続する、撮像装置と別個の装置であるフォーカスデマンドユニットが開示されている。当該フォーカスデマンドユニットは、フォーカスデマンドユニットに設けられた回転ノブの回転角を検出し、検出した回転角のデータを撮像装置に通信回線を介して送信し、回転角に基づきレンズを駆動させてフォーカスを合わせることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０７４２４号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４１０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示の技術においては、上記レンズリングの操作時に、ユーザがレンズを直接触ることとなることから、ユーザの操作による振動や衝撃がレンズに直接伝わり、振動や衝撃によって精密にフォーカスを安定的に調整できない場合がある。また、上記特許文献２に開示の技術は、放送局等で使用するシステムカメラのように、予めフォーカスデマンドユニットとの間で通信することが可能な機構（例えば、放送用途で一般的なシリアル通信プロトコル）が設けられた撮像装置でしか使用することができない。従って、このような機構が無い撮像装置に対しては、フォーカスデマンドユニットを用いるために、大幅な設計の変更が求められる。さらに、通信を介することにより、フォーカスデマンドユニットに設けられた回転ノブの操作からフォーカスが調整されるまでのタイムラグが発生し、当該ライムラグにより、精密にフォーカスの調整を安定的に行うことは難しくなる場合がある。
【０００７】
そこで、本開示では、撮像装置を大幅に設計変更することなく、撮像装置の各種パラメータ（フォーカス、絞り（アイリス）、ズーム等）の調整を安定して行うことが可能な、新規且つ改良された撮像装置、撮像装置制御用ユニット及び撮像方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示によれば、筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸が挿入される回転軸挿入部と、前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、前記回転量に基づき、制御対象の制御を行う制御部と、を備える、撮像装置が提供される。
【０００９】
また、本開示によれば、筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸と、前記回転軸が挿入される回転軸挿入部と、前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、撮像装置に対する制御を行うために、前記回転量を前記撮像装置に出力する端子と、を備える、撮像装置制御用ユニットが提供される。
【００１０】
さらに、本開示によれば、撮像装置の筐体に設けられた回転軸挿入部に、回転軸が挿入されたことを検出し、ユーザによる操作により回転する前記回転軸の回転量を検出し、前記回転量に基づき、制御対象の制御を行うことを含む、撮像方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本開示によれば、撮像装置を大幅に設計変更することなく、撮像装置の各種パラメータ（フォーカス、絞り（アイリス）、ズーム等）の調整を安定して行うことが可能な、撮像装置、撮像装置制御用ユニット及び撮像方法を提供することができる。
【００１２】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る操作ノブ１００が装着された撮像装置１の側面図である。
【図２】同実施形態に係る操作ノブ１００が装着された撮像装置１の背面図である。
【図３】同実施形態に係る操作ノブ１００が装着される開口部２００の位置を説明するための撮像装置１の側面図である。
【図４】同実施形態の変形例に係る操作ノブ１００ａを説明する説明図（その１）である。
【図５】同実施形態の変形例に係る操作ノブ１００ｂを説明する説明図（その２）である。
【図６】同実施形態に係る撮像装置１のブロック図である。
【図７】同実施形態に係る操作ノブ１００及び開口部２００の詳細構成を模式的に示した説明図である。
【図８】同実施形態に係る開口部２００の周辺の詳細構成を模式的に示した説明図である。
【図９】同実施形態に係る撮像方法のフローチャート図である。
【図１０】図７のステップＳ５００に含まれるステップのフローチャート図である。
【図１１】同実施形態に係る変換カーブの一例を示す説明図である。
【図１２】同実施形態の変形例に係る撮像装置２を説明する説明図である。
【図１３】本開示の第２の実施形態に係る制御用ユニット１０の装着例を示す説明図である。
【図１４】同実施形態に係る制御用ユニット１０の側面図である。
【図１５】同実施形態に係る制御用ユニット１０の底面図である。
【図１６】同実施形態の変形例に係る制御用ユニット１０ａの一例を示す説明図である。
【図１７】本開示の第３の実施形態に係る撮像方法のフローチャート図である。
【図１８】同実施形態に係る撮像方法を説明するための説明図である。
【図１９】同実施形態の変形例に係る撮像方法のフローチャート図である。
【図２０】同実施形態の変形例に係る撮像方法を説明するための説明図である。
【図２１】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図２２】図２１に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１５】
また、本明細書および図面において、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一または類似の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
【００１６】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．  本発明者が本開示に係る実施形態を創作するに至る背景
２．第１の実施形態
２．１  撮像装置及び操作ノブの詳細構成について
２．２  操作ノブ、開口部、及び開口部の周辺の詳細構成について
２．３  撮像方法について
２．４  変形例
３．第２の実施形態
３．１  制御用ユニット１０の詳細構成
３．２  変形例
４．第３の実施形態
４．１    撮像方法
４．２    変形例
５．応用例
６．まとめ
７．補足
【００１７】
＜＜１．  本発明者が本開示に係る実施形態を創作するに至る背景＞＞
まずは、本開示に係る実施形態を説明する前に、本発明者が本開示に係る実施形態を創作するに至る背景について説明する。
【００１８】
先に説明したように、近年、撮像装置においては、４Ｋ、８Ｋと呼ばれるような高解像度画像の撮像ができるようになってきている。さらに、近年、撮像装置に組み込まれる撮像素子も大型化（大判化）してきており、これまでの小型の撮像素子に比べて被写界深度（フォーカスが合う範囲／奥行き）が浅くなることから、例えば背景をぼかして、手前に位置する被写体を浮き上がらせるように撮像することができるようになった。すなわち、このような撮像装置を用いることにより、ユーザは、当該ユーザの意図に合致した画像を撮像することができるようになった。
【００１９】
しかしながら、このような撮像装置における技術革新が進むにつれ、ユーザが、フォーカス等の撮像装置の撮像パラメータをマニュアルにより精密に調整することが難しくなってきている。例えば、商業用画像を撮像する放送局や映画製作の現場においては、意図した画像を得るために、フォーカス等をマニュアルで合わせることが一般的であり、従って、フォーカス等をマニュアルにより精密に調整しなくてはならない。特に、高解像度で、且つ、被写界深度の浅い画像を取得しようとする場合には、先に説明したように、フォーカスが合う範囲が狭いことから、精密にフォーカスの調整を行うことが求められる。
【００２０】
このような撮像装置においては、ユーザは、レンズに付属しているレンズリングを回転操作することによりフォーカスの調整を行っている。しかしながら、上記レンズリングのトルクや回転角の分解能は、レンズや撮像装置によって異なり、このような違いを理解した上で、精密に操作、調整を行うことは難しい。特に、レンズを交換することができるようなレンズ交換式ビデオカメラにおいて、スチルレンズといったレンズを使用する場合、フォーカスの調整がより難しくなる。スチルレンズは、レンズリングの径が小さく、自動制御によりフォーカスを合わせること、すなわち、オートフォーカスを行うことが前提となっている構成を持っている。従って、このようなレンズの場合、レンズリングの径が小さく、レンズリングの回転量に対するレンズ駆動量の比が大きくなることから、レンズリングの操作によって精密にフォーカスの調整を行うことが難しくなる。また、上述のような撮像装置においては、上記レンズリングの操作時に、ユーザがレンズを直接触ることとなることから、ユーザの操作による振動や衝撃がレンズに直接伝わり、振動や衝撃によって精密にフォーカスを安定的に調整できない場合がある。
【００２１】
また、商業用画像を撮像する放送局や映画製作の現場で使用されるビデオカメラにおいては、上述のようなリングレンズ以外に、本体に操作ダイヤルが設けられており、ユーザが当該操作ダイヤルを操作することにより、フォーカスを調整することができる場合がある。しかしながら、このような操作ダイヤルは、指によっての操作を前提とした小さな径を持つダイヤルであり、当該ダイヤルに対する操作によって精密にフォーカスの調整を行うことは難しい。
【００２２】
また、商業用画像を撮像する放送局等の現場で使用される場合には、精密なフォーカス調整を行うために、ユーザは、フォローフォーカスと言われるフォーカス調整用のサポート治具を用いることもある。フォローフォーカスは、撮像装置のレンズのレンズリングに噛合うレンズギアと、上記レンズギアと噛合う別のギアと、当該別のギアに連結された、円盤状の操作ノブと、これらを撮像装置に固定するためのサポートリグとを主に有する。ユーザは、フォローフォーカスの操作ノブに対して回転操作を行うことにより、当該操作による回転が上述のギアを介してレンズリングに伝達され、当該レンズリングが回転することにより、フォーカスが調整されることとなる。
【００２３】
このようなフォローフォーカスによれば、大きな径を持つ操作ノブを用いることにより、上記スチルレンズのような、系の小さいレンズリングを持つレンズであっても、操作ノブの回転量に対するレンズ駆動量の比が大きくなることを避けることができる。その結果、上記フォローフォーカスにより、精密にフォーカスの調整を安定して行うことができる。加えて、上記フォローフォーカスによれば、ユーザがレンズに直接触る必要がないことから、ユーザの操作による振動や衝撃がレンズに直接伝わることがなく、振動や衝撃によって精密にフォーカスを安定的に調整できないといった状況を避けることができる。
【００２４】
また、フォローフォーカスの操作ノブについては、ユーザによって操作しやすい形状が異なることから、ユーザが自身の好み等により最適な形状の操作ノブを選択することができるように、様々な形状の操作ノブが用意されている。従って、ユーザは、自身に最適な形状を持つ操作ノブを選択し、選択した操作ノブをフォローフォーカスに自由に装着して使用することができる。また、ユーザ自身が、当該ユーザに最適な形状を持つ操作ノブを作成する場合もある。さらに、ユーザによっては、操作の目安となるように、操作ノブの表面にメモリを記入したりする場合もある。すなわち、フォローフォーカスにおいては、ユーザに応じて、様々な形状の操作ノブを装着して使用することができることから、より精密なフォーカスの調整を安定して行うことができる。
【００２５】
しかしながら、上記フォローフォーカスは、基本的には、上記サポートリグによって撮像装置に固定されることとなり、大きく（詳細には、容積や重量が大きくなる）、且つ、複雑な構成を持っている。従って、上記フォローフォーカスを用いた場合、狭い場所での撮像が難しくなる。また、上記フォローフォーカスを用いた場合、重量が重くなることから、撮像の際の撮像装置の機動性が劣ることとなる。さらに、フォローフォーカスにおいては、レンズを交換する際には、当該レンズのレンズリングと噛合うレンズギアを脱着しなくてはならないことから、レンズの交換作業にかかる時間の増加を抑えることが難しい。
【００２６】
また、上記特許文献１においては、先に説明したように、レンズリングに対して回転操作を行うことにより、フォーカスを合わせることができるドライブユニットが開示されている。当該ドライブユニットにおいては、レンズリングの回転に対するレンズの駆動量の関係を切り替えることにより、素早い被写体に追従してフォーカスを合わせることができる。しかしながら、上記特許文献１に開示の技術においては、上記レンズリングの操作時に、ユーザがレンズを直接触ることとなることから、ユーザの操作による振動や衝撃がレンズに直接伝わり、振動や衝撃によって精密にフォーカスを安定的に調整できない場合がある。
【００２７】
また、上記特許文献２においては、先に説明したように、撮像装置に通信接続する、撮像装置と別個の装置であるフォーカスデマンドユニットが開示されている。当該フォーカスデマンドユニットは、フォーカスデマンドユニットに設けられた回転ノブの回転角を検出し、検出した回転角のデータを撮像装置に通信回線を介して送信し、当該回転角に基づきレンズを駆動させてフォーカスを合わせることができる。上記特許文献２に開示の技術によれば、上記特許文献１の開示の技術と異なり、ユーザがレンズリングに直接触ることないことから、精密にフォーカスの調整を行うことができる。さらに、上記特許文献２に開示の技術によれば、上述のフォローフォーカスのような大きく、且つ、複雑な構成を撮像装置に装着することもないことから、狭い場所での撮像も容易に行うことができ、撮像の際に高い機動性を確保することができる。
【００２８】
しかしながら、上記特許文献２に開示の技術は、放送局等で使用するシステムカメラのように、予めフォーカスデマンドユニットとの間で通信することが可能な機構（例えば、
放送用途で一般的なシリアル通信プロトコル）が設けられた撮像装置でしか使用することができない。従って、このような機構が無い撮像装置に対しては、フォーカスデマンドユニットを用いるために、大幅な設計の変更が求められる。さらに、通信を介することにより、フォーカスデマンドユニットに設けられた回転ノブの操作からフォーカスが調整されるまでのタイムラグが発生し、当該ライムラグにより、精密にフォーカスの調整を安定的に行うことは難しくなる場合がある。
【００２９】
そこで、このような状況を鑑みて、本発明者は、本開示の実施形態に係る撮像装置、撮像装置制御用ユニット、撮像装置制御用操作ノブ及び撮像方法を創作するに至った。本発明者が創作した本開示の実施形態によれば、撮像装置を大幅に設計変更することなく、精密なフォーカスの調整を安定して行うことが可能となる。また、本開示の実施形態によれば、ユーザ毎に最適な操作ノブを取り付けることができることから、より精密にフォーカスの調整を行うことができる。加えて、本開示の実施形態によれば、ユーザがレンズに直接触ることなくフォーカスの調整を行うことができることから、ユーザの操作による振動等がレンズに直接伝わることがなく、振動等によって精密にフォーカスを調整できないといった状況を避けることができる。また、本開示の実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのような大きく、且つ、複雑な構成を撮像装置に装着することもないことから、狭い場所での撮像も容易に行うことができ、撮像の際に高い機動性を確保することができる。さらに、本開示の実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのように、レンズリングと噛合うレンズギアを設けることはなく、よってレンズを交換する際のレンズギアの脱着を行うこともなくなることから、レンズの交換作業にかかる時間が増加することもない。以下、このような本開示の実施形態を順次詳細に説明する。
【００３０】
なお、以下に説明する本開示の実施形態においては、撮像装置は、撮像装置の本体に設けられた制御部からの信号により、各種レンズや絞り等を駆動させることができるものとする。言い換えると、以下に説明する撮像装置においては、フォーカス、絞り（アイリス）、ズーム等を自動でも制御することもでき、さらに手動（マニュアル）でも制御できる。また、以下の説明においては、撮像装置のフォーカスの調整に適用した例を説明するが、本開示の実施形態は、これに限定されるものではなく、フォーカスと同様に、撮像装置１の絞りやズーム等の調整にも適用することが可能である。
【００３１】
なお、以下の説明において、フォーカスを合わせるとは、撮像装置のフォーカスレンズを移動させて、被写体からの光が撮像装置の撮像素子の受光面の一点に集光されるようにすることを意味する。
【００３２】
＜＜２．第１の実施形態＞＞
＜２．１  撮像装置及び操作ノブの詳細構成について＞
まず、本開示の第１の実施形態に係る撮像装置１及び操作ノブ１００の詳細構成について、図１から図４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る操作ノブ（撮像装置制御用ノブ）１００が装着された撮像装置１の側面図であり、図２は、本実施形態に係る操作ノブが装着された撮像装置１の背面図である。また、図３は、本実施形態に係る操作ノブ１００が装着される開口部（回転軸挿入部）２００の位置を説明するための撮像装置１の側面図である。さらに、図４は、本実施形態に係る撮像装置１のブロック図である。なお、図１から図３においては、撮像装置１の筐体３００のみを図示し、被写体を捉えるための各種レンズ（固定レンズ５４０、フォーカスレンズ５４４、ズームレンズ５４６、図３参照）や絞り機構５４２（図３参照）が含まれるレンズユニット５００については図示を省略している。なお、当該レンズユニット５００は、図２に示す撮像装置１の筐体３００の正面に装着されることとなる。すなわち、以下の説明においては、レンズユニット５００が装着され、被写体と向かいあう側を撮像装置１の正面と定義し、当該正面とは反対側に位置する側を撮像装置１の背面と定義する。
【００３３】
本実施形態に係る撮像装置１は、例えば、動画等を撮像する撮像装置であり、詳細には、商業用画像を撮像する放送局や映画製作の現場で用いられるビデオカメラ等の撮像装置である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係る撮像装置１には、操作ノブ１００を装着することができる。より具体的には、ユーザは操作ノブ１００を回転操作することにより、撮像装置１のフォーカスを調整することができる。
【００３４】
図１及び図２に示すように、操作ノブ１００は、円盤状の形状を持つ操作部材１０２と、操作部材の中心と連結された回転軸１１０とを主に有する。しかしながら、本実施形態においては、操作ノブ１００は図のような形状に限定されるものではなく、ユーザに応じて操作しやすいように、様々な形状及び大きさを持っていてもよい。例えば、操作ノブ１００は、ユーザが操作する棒状のレバー（把手）と、当該レバーに連結された回転軸１１０とを有していてもよい。さらに、操作ノブ１００の表面には、ユーザの指が操作中にすべらないように、滑り止めとして機能する刻み等が設けられていることが好ましい。このようにすることで、上述したフォローフォーカスの操作ノブのように、ユーザは、自身に最適な形状を持つ操作ノブ１００を用いることができる。従って、操作ノブ１００は、撮像装置１に常に固定されるのではなく、撮像装置１の筐体３００に装着することができ、また、筐体３００から脱離することもできる。すなわち、本実施形態においては、操作ノブ１００は、撮像装置１の筐体３００に着脱可能に取り付けられることができることから、フォローフォーカスの利点であったユーザに最適な形状を持つ操作ノブ１００を用いることがきるという利点を得ることができる。その結果、本実施形態によれば、より精密なフォーカスの調整を安定して行うことができる。
【００３５】
また、操作ノブ１００は、例えば、図３に示すように、撮像装置１の側面に設けられた開口部２００に操作ノブ１００の有する回転軸１１０を挿入することにより、撮像装置１に装着することができる。なお、本実施形態に係る開口部２００は、図３に示すように撮像装置１の側面に設けられることに限定されるものではなく、例えば、ユーザの希望に応じて撮像装置１の筐体３００の上面や背面（レンズユニット５００が装着される側とは反対側の面）に設けられていてもよく、特に限定されるものではない。また、図３においては、開口部２００は六角穴として示されているが、本実施形態においては、これに限定されるものではなく、例えば円形穴であってもよい。また、操作ノブ１００の有する回転軸１１０の断面は、開口部２００の形状に合わせた形状を持ち、従って、図３の開口部２００に対応する回転軸１１０の断面は、六角形の形状を持つこととなる。しかしながら、上述と同様に、回転軸１１０の断面は、六角形の形状であることに限定されるものではなく、開口部２００の形状に合わせた形状であればよい。
【００３６】
さらに、操作ノブ１００の他の形態について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、本実施形態の変形例に係る操作ノブ１００ａ、１００ｂを説明する説明図である。詳細には、図４及び図５においては、左側には、操作ノブ１００ａ、１００ｂを撮像装置１に装着した状態において、撮像装置１の側面側から操作ノブ１００ａ、１００ｂを見た場合の図を示し、撮像装置１の背面側から操作ノブ１００ａ、１００ｂを見た場合の図を示す。
【００３７】
例えば、図４に示す操作ノブ１００ａは、ユーザが握りやすいように、略十字状の形状を持っている。従って、図４に示す変形例によれば、ユーザがしっかりと操作ノブ１００ａをホールドして操作を行うことができる。また、図５に示す操作ノブ１００ｂは、ユーザが指先でつまんで操作できるように、略円柱状の調整つまみを有する。詳細には、図５に示されるように、当該調整つまみは、外周面が内側に反っており、ユーザの指が調整つまみによりフィットしやすい形状を持っている。このような図５の操作ノブ１００ｂは、指先でつまんで操作することができることから、撮像装置１のフォーカス等を容易に微調整することができる。なお、操作ノブ１００ａ、１００ｂにおいては、上述したように、これらの表面に、ユーザの指が操作中にすべらないように、滑り止めとして機能する刻み等が設けられていることが好ましい。
【００３８】
なお、上述の説明において、略十字状及び略円柱状とは、幾何学的に十字形、円柱形である場合だけを意味するのではなく、当該形状に類似する形状をも含むことを意味する。
【００３９】
次に、図６を参照して、撮像装置１の各ユニットについて説明する。撮像装置１は、主に筐体３００とレンズユニット５００との２つのユニットを有する。まずは、撮像装置１の筐体３００の詳細構成から説明する。筐体３００は、図６に示すように、撮像素子３１０と、アナログ信号処理部３１２と、Ａ／Ｄ変換部３１４と、主制御部３２０と、表示部３３０と、記憶部３３２と、操作部３３４とを有する。さらに、筐体３００は、操作ノブ検出部３４０と、エンコーダ部３４２と、エッジカウント部（回転量検出部）３４４と、回転方向検出部３４６と、フォーカス駆動量算出部３４８とを有する。以下に、筐体３００に設けられた各ブロックについて順次説明する。
【００４０】
（撮像素子３１０）
撮像素子３１０は、レンズユニット５００に設けられた各種レンズを用いて、対象物（被写体）からの入射光を光学像としてその受光面に結像する。撮像素子３１０は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサアレイや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサアレイ等により実現される。撮像素子３１０は、結像された光学像を画素単位で光電変換し、得られた各画素の信号を撮像信号として、後述するアナログ信号処理部３１２へ出力する。
【００４１】
また、本実施形態においては、撮像素子３１０は、少なくとも一対の像面位相差検出画素（図示省略）を含んでいてもよい。詳細には、像面位相差検出画素は、光の入射角に対して感度が非対称性を持つように形成されている。そして、一対の像面位相差検出画素においては、光の入射角に対して感度が互いに異なる非対称性を持っていることから、検出する像にずれが生じることとなる。そこで、一対の像面位相差検出画素により位相差（像のずれ）を検出することにより、デフォーカス量（被写体にフォーカスが合っている状態を基準としてどの程度ずれているかを示すフォーカスの外れ量）を算出することもできる。例えば、撮像装置１のオートフォーカス機能は、このような像面位相差検出画素による検出結果を利用することにより実現することができる。
【００４２】
（アナログ信号処理部３１２）
アナログ信号処理部３１２は、撮像素子３１０からの撮像信号に対して、ガンマ補正やホワイトバランスなどの信号処理を施し、信号処理後の撮像信号を後述するＡ／Ｄ変換部３１４へ出力する。アナログ信号処理部３１２は、例えば電子回路から実現される。
【００４３】
（Ａ／Ｄ変換部３１４）
Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換部３１４は、アナログ信号処理部３１２からの撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、後述する主制御部３２０に出力する。Ａ／Ｄ変換部３１４によって得られたデジタル信号は、後述する表示部３３０に撮像画像を表示する際に用いられたり、後述する記憶部３３２に格納されたりすることができる。Ａ／Ｄ変換部３１４は、例えば電子回路から実現される。
【００４４】
（主制御部３２０）
主制御部３２０は、筐体３００内に設けられ、筐体３００内の各ブロックやレンズユニット５００を制御することができる。当該主制御部３２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のハードウェアにより実現される。詳細には、主制御部３２０は、後述する操作部３３４からの入力に基づいて、もしくは、記憶部３３２に格納された制御プログラムに基づいて、撮像装置１の各ブロックを制御する。例えば、主制御部３２０は、Ａ／Ｄ変換部３１４からのデジタル信号に対して所定の処理を行い、処理によって得られたデータを用いて後述する表示部３３０に、撮像画像を表示させる。また、主制御部３２０は、処理によって得られたデータを記憶部３３２に格納させる。また、主制御部３２０は、レンズユニット５００の有する各種レンズ（フォーカスレンズ５４４、ズームレンズ５４６）等を制御することにより、フォーカスや絞り、ズーム、電子ズーム等の調整を行うことができる。
【００４５】
（表示部３３０）
表示部３３０は、撮像装置１の表示装置として機能し、例えは、主制御部３２０から出力されたデジタル信号に基づき、撮像画像を表示する。表示部３３０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）装置、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）装置により実現される。また、本実施形態においては、表示部３３０は、後述する操作部３３４と一体のユニットとして設けられていてもよく、この場合、操作部３３４は、例えば表示部３３０に重畳されたタッチパネルにより実現される。
【００４６】
（記憶部３３２）
記憶部３３２は、主制御部３２０の処理に用いられるプログラムや、主制御部３２０からのデジタル信号を格納する、記憶部３３２は、例えばＩＣ(Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ)メモリカード等の記憶媒体やＲＡＭ等により構成される。例えば、記憶部３３２は、回転軸１１０の回転量（回転角）と後述するフォーカスレンズ５４４の駆動量との関係を予め定める関係情報（例えば、変換カーブ）を１つ又は複数個格納することができる。当該関係情報は、後述するフォーカス駆動量算出部３４８により、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出する際に用いられる。
【００４７】
（操作部３３４）
操作部３３４は、例えば、筐体３００に設けられた各種ボタン、スイッチ及びダイヤル等から構成されており、ボタン等に対するユーザによる入力操作を検出する。当該操作部３３４で検出した入力操作は、上記主制御部３２０に出力され、主制御部３２０は、当該出力に基づき撮像装置１の各ブロックの制御を行う。また、操作部３３４は、上述したように、表示部３３０に重畳して設けられたタッチパネルであってもよい。
【００４８】
（操作ノブ検出部３４０）
操作ノブ検出部（挿入検出部）３４０は、筐体３００に設けられた開口部２００に、操作ノブ１００と連結する回転軸１１０が挿入されたことを検出する。操作ノブ検出部３４０は、例えば、開口部２００の内側及び周囲に設けられたスイッチ２１０を有しており、当該スイッチ２１０の押し下げにより、回転軸１１０が挿入されたことを検出することができる電気式センサである。しかしながら、本実施形態においては、操作ノブ検出部３４０による回転軸１１０の挿入の検出は、上述の電気式センサによるものに限定されるものではなく、例えば、一対の発光センサ（図示省略）及び受光センサ（図示省略）からなる光学式センサによって検出してもよい。この場合、受光センサからの光が回転軸１１０に遮られ、受光センサが光を検出することができなくなることにより、回転軸１１０の挿入を検出することができる。また、上記検出は、磁気式センサを用いたものであってもよい。
【００４９】
また、このように挿入を検出された回転軸１１０は、筐体３００の開口部２００の奥に設けられたギア２１２に係合し、回転軸１１０がユーザの操作により回転した場合には、回転軸１１０の回転に従って当該ギア２１２が回転することとなる。さらに、上記ギア２１２の回転は、別のギア２１４を介して後述するエンコーダ部３４２に伝達され、当該エンコーダ部が回転することとなる。なお、この回転軸１１０からエンコーダ部３４２への機構の詳細については後述する。
【００５０】
（エンコーダ部３４２）
エンコーダ部３４２は、上述したように回転軸１１０の回転に従って回転し、２つの矩形信号を後述するエッジカウント部３４４及び回転方向検出部３４６に出力する。エンコーダ部３４２は、例えばロータリエンコーダにより実現することができる。なお、エンコーダ部３４２の矩形信号の出力の詳細については後述する。
【００５１】
（エッジカウント部３４４）
エッジカウント部３４４は、エンコーダ部３４２から出力された矩形信号のエッジの数をカウントし、回転軸１１０の回転量（回転角）を検出する。詳細には、エッジカウント部３４４は、矩形信号の立ち上がりの数、もしくは、立下りの数、もしくはその両方の数をカウントし、後述するフォーカス駆動量算出部３４８へ出力する。なお、以下の説明においては、矩形信号の立ち上がり、及び立下りを総称してエッジと呼ぶ。当該エッジカウント部３４４は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ等のハードウェアにより実現される。
【００５２】
（回転方向検出部３４６）
回転方向検出部３４６は、エンコーダ部３４２から出力された２つの矩形信号の位相関係から、エンコーダ部３４２の回転方向（時計周りか反時計回りか）、すなわち、回転軸１１０の回転方向を検出し、検出結果をフォーカス駆動量算出部３４８へ出力する。当該回転方向検出部３４６は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ等のハードウェアにより実現される。
【００５３】
（フォーカス駆動量算出部３４８）
フォーカス駆動量算出部３４８は、回転方向検出部３４６で検出された回転方向と、エッジカウント部３４４でカウントされたエッジの数とに基づき、後述するフォーカスレンズ５４４の駆動量を算出する。詳細には、フォーカス駆動量算出部３４８は、エッジ数（回転量）と駆動量との関係を予め定める関係情報（例えば、変換カーブ）を参照して、駆動量を算出する。もしくは、フォーカス駆動量算出部３４８は、予め設定されたエッジ数と駆動量との関係が定義された変換テーブルを参照して、駆動量を算出してもよい。算出された駆動量は、主制御部３２０に出力され、さらに、主制御部３２０からレンズユニット５００のレンズユニット制御部５２０に出力される。なお、当該フォーカス駆動量算出部３４８は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ等のハードウェアにより実現される。
【００５４】
なお、駆動量を算出する際に用いる上記変換カーブは、エッジ数（回転量）と駆動量との関係を示すグラフの形式で表示部３３０に表示されることができ、この場合、ユーザは、表示されたグラフに対して操作を行うことにより、変換カーブの傾きを適宜調整することができる。また、複数の上記変換カーブ又は上記変換テーブルは、記憶部３３２に格納されていてもよい。この場合、ユーザは、操作部３３４に対して操作を行うことにより、駆動量を算出する際に用いる変換カーブ又は変換テーブルを選択してもよい。なお、上述では、フォーカス駆動量算出部３４８は、フォーカスを制御するための駆動量を算出するものとして説明したが、本実施形態においてはこれに限定されるものではなく、フォーカス駆動量算出部３４８は、撮像装置１の各種パラメータ（絞り（アイリス）、ズーム（電子ズームも含む）等）を制御するための他の駆動量を算出してもよい。
【００５５】
次に、レンズユニット５００の詳細構成を説明する。レンズユニット５００は、図６に示すように、レンズユニット操作部５１０と、レンズユニット制御部(駆動機構制御部)５２０と、絞り駆動部５３０と、フォーカス駆動部５３２と、ズーム駆動部５３４とを有する。さらに、レンズユニット５００は、固定レンズ５４０と、絞り機構５４２と、フォーカスレンズ５４４と、ズームレンズ５４６とを有する。以下に、レンズユニット５００に設けられた各ブロックについて順次説明する。
【００５６】
（レンズユニット操作部５１０）
レンズユニット操作部５１０は、ユーザが操作することにより、当該操作に応じたパルス信号を後述するレンズユニット制御部５２０に出力する。レンズユニット操作部５１０は、例えば、レンズユニット５００に設けられた各種ボタン、スイッチ及びダイヤル等や、レンズリングによって実現される。
【００５７】
（レンズユニット制御部５２０）
レンズユニット制御部５２０は、レンズユニット操作部５１０から出力されたパルス信号、もしくは、筐体３００の主制御部３２０から出力された信号（例えば駆動量）に基づき、後述する絞り駆動部５３０、フォーカス駆動部５３２、及びズーム駆動部５３４を制御する。なお、当該レンズユニット制御部５２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ等のハードウェアにより実現される。
【００５８】
（絞り駆動部５３０）
絞りとは、撮像素子３１０に入射する光量を調整するものであり、絞り駆動部５３０は、後述する絞り機構５４２を駆動して、上記光量を調整する。絞り駆動部５３０は、例えば、ステッピングモータによって実現される。
【００５９】
（フォーカス駆動部５３２）
フォーカス駆動部５３２は、後述するフォーカスレンズ５４４を光軸方向に沿って移動させることにより、フォーカス合わせを行う機構であり、例えば、ステッピングモータによって実現される。
【００６０】
（ズーム駆動部５３４）
ズーム駆動部５３４は、後述するズームレンズ５４６を光軸方向に沿って移動させることにより、ズーム率を制御する機構であり、例えば、ステッピングモータによって実現される。
【００６１】
（固定レンズ５４０）
固定レンズ５４０は、レンズユニット５００に設けられた鏡筒（図示省略）に固定されたレンズのことであり、例えば、凹レンズ等により実現される。
【００６２】
（絞り機構５４２）
絞り機構５４２は、例えば、撮像素子３１０の光路を取り囲むように移動可能に設けられた複数の絞り羽根を有する。絞り機構５４２の絞り羽根が移動することにより、絞り羽根によって輪郭が定められる開口径が拡縮し、撮像素子３１０に入射する光量が調整される。
【００６３】
（フォーカスレンズ５４４）
フォーカスレンズ５４４は、先に説明したように、フォーカス駆動部５３２によって光軸方向に移動されることにより、フォーカス合わせを行うことができる。フォーカスレンズ５４４は、例えば、１つ又は複数の凸レンズ及び凹レンズ等により実現される。
【００６４】
（ズームレンズ５４６）
ズームレンズ５４６は、先に説明したように、ズーム駆動部５３４によって光軸方向に移動されることにより、ズーム率を変化させることができる。ズームレンズ５４６は、例えば、１つ又は複数の凸レンズ及び凹レンズ等により実現される。
【００６５】
＜２．２  操作ノブ、開口部、及び開口部の周辺の詳細構成について＞
次に、図７及び図８を参照して、本実施形態に係る操作ノブ１００、開口部２００、及び開口部２００の周辺の詳細構成について説明する。図７は、本実施形態に係る操作ノブ１００及び開口部２００の詳細構成を模式的に示した説明図である。詳細には、図７の左側の図は、開口部２００に装着される直前の操作ノブ１００を示し、図７の右側には開口部２００に装着された操作ノブ１００を示している。また、図８は、本実施形態に係る開口部２００の周辺の詳細構成を模式的に示した説明図である。
【００６６】
先に説明したように、ユーザが操作ノブ１００を回転操作することにより、撮像装置１のフォーカスを調整することができる。また、当該操作ノブ１００は、撮像装置１に常に固定されるのではなく、撮像装置１の筐体３００に装着することができ、また、筐体３００から脱離することもできる。
【００６７】
詳細には、操作ノブ１００は、図７の左側に示すように円盤状の形状の操作部材１０２を持ち、先に説明したように、ユーザが操作部材１０２を回転させることにより、操作部材１０２の中心に連結された、六角柱状の回転軸１１０が回転する。図７の左側に示すように、円盤状の操作部材１０２の表側（開口部２００に対して反対側）には、回転軸１１０の先端と接続されている頭部１１６が設けられており、一方、操作部材１０２の裏側（開口部２００側）には、回転軸１１０が中心を貫く台部１１８が設けられている。さらに、上記台部１１８の開口部２００側には、突起状のビス１１４が設けられており、ビス１１４は、操作ノブ１００を撮像装置１の筐体３００に固定する際に用いられる。また、上記台部１１８に開口部２００側には、開口部２００の周囲に設けられたスイッチ２１０と係合する係合溝１１２が設けられていてもよい。
【００６８】
さらに、図７の左側に示すように、回転軸１１０の開口部２００側の周面には、回転軸１１０の周に沿って係合溝１１２が設けられており、当該係合溝１１２は、開口部２００の内側に設けられた突起状のスイッチ２１０と係合する。なお、本実施形態においては、開口部２００の内側に設けられるスイッチ２１０の個数や位置は、特に限定されるものではない。例えば、スイッチ２１０は、開口部２００に挿入された回転軸１１０を上下から、及び／又は、左右から挟み込むように、開口部２００の内側に２つ又は４つ設けられていてもよい。
【００６９】
そして、図７の左側に示すように、ユーザが操作ノブ１００を撮像装置１の筐体３００の装着、すなわち、回転軸１１０を筐体３００の開口部２００へ挿入する。このようにすることで、開口部２００の周囲に設けられたスイッチ２１０と台部１１８に設けられた係合溝１１２とが係合し、さらに、開口部２００の内側に設けられたスイッチ２１０と回転軸１１０に設けられた係合溝１１２とが係合する。そして、スイッチ２１０と係合溝１１２が係合することにより、スイッチ２１０が係合溝１１２の底面に押され、スイッチ２１０の電気的状態が変化することとなる（例えば、押されることによりスイッチ２１０がグラウンドに接続されて電位が０となる）。さらに、このようなスイッチ２１０の電気的状態の変化を上述した操作ノブ検出部３４０が検出することにより、操作ノブ１００の装着、すなわち、回転軸１１０の開口部２００への挿入を検出することができる。なお、上述のようにスイッチ２１０と係合溝１１２とが係合することから、スイッチ２１０と係合溝１１２とは、操作ノブ１００を撮像装置１の筐体３００に固定する機能をも発揮することができる。
【００７０】
さらに、図７に示すように、開口部２００の周囲には、操作ノブ１００を固定するためのビス穴（係合部材）２１６が設けられてもよい。ユーザは、当該ビス穴２１６と上述した台部１１８の開口部２００側に設けられたビス（係合部材）１１４とを係合させることにより、操作ノブ１００を撮像装置１の筐体３００に固定してもよい。このようにすることで、操作ノブ１００を撮像装置１により確実に固定することができる。
【００７１】
また、筐体３００の開口部２００の奥には、図８に示すように、回転軸１１０と係合して回転するギア２１２が設けられている。また、当該ギア２１２の先には、当該ギア２１２と係合する別のギア２１４が設けられており、さらに、ギア２１４と連結するようにエンコーダ部３４２が設けられている。従って、回転軸１１０がユーザの操作により回転した場合には、回転軸１１０の回転が伝達され、ギア２１２が回転し、さらに、ギア２１２の回転によりギア２１４が回転し、ギア２１４の回転によりエンコーダ部３４２も回転することとなる。すなわち、回転軸１１０の回転は、ギア２１２、２１４を介してエンコーダ部３４２に伝達されることとなる。
【００７２】
さらに、エンコーダ部３４２は、先に説明したように、例えば、ロータリエンコーダから形成される。この場合、エンコーダ部３４２は、回転軸１１０の回転に従って回転する回転板（図示省略）と、当該回転板に設けられた２つのスリット（図示省略）と、当該回転板を挟むように設けられた二対の受発光素子（図示省略）とを有している。エンコーダ部３４２においては、回転軸１１０に回転に従って回転板が回転することにより、上記回転板の一方の側に位置する発光素子が発射した光は、上記回転板の他方の側に位置する受光素子に受光されたり、受光されなかったりする。詳細には、上記発光素子が発射した光は、回転板によって遮られている際には上記受光素子によって受光することができず、当該光が上記スリットを通過することができた際には上記受光素子によって受光することができる。このように回転板が回転することにより、発光素子から受光素子に向かって発射された光が遮られたり、スリットを介して受光されたりすることから、エンコーダ部３４２においては、受光素子で受光された光を電気信号に変換することにより、２つの矩形信号を得ることができる。なお、上記２つのスリットは、例えば、２つの矩形信号の位相が１／４周期分だけずれるように上記回転板に設けられており、このような位相がずれた２つの矩形信号をＡ相信号、Ｂ相信号とよぶ。従って、エンコーダ部３４２から出力される矩形信号の立ち上がり、立下り（エッジ）をカウントすることにより、エンコーダ部３４２の回転量、すなわち、回転軸１１０の回転量を検出することができる。また、Ａ相信号とＢ相信号との位相関係は、回転方向に応じて反転することから、Ａ相信号とＢ相信号との位相関係を検出することで、エンコーダ部３４２の回転方向、すなわち、回転軸１１０の回転方向も検出することができる。
【００７３】
なお、ギア２１２は、図８に示すように、ギア２１２に設けられたビス１２０が、開口部２００のギア２１２側に設けられたビス穴２１８と係合することにより、開口部２００に固定されてもよい。
【００７４】
このように、本実施形態に係る撮像装置１は、筐体３００に開口部２００やエンコーダ部３４２等を設けているものの、従来から設けられている制御ブロック（主制御部３２０等）をそのまま利用することができることから、撮像装置１を大幅に設計変更することを避けることができる。また、本実施形態によれば、ユーザは操作ノブ１００を操作してフォーカスの調整を行うことから、ユーザの操作による振動等がレンズに直接伝わることがなく、振動等によって精密にフォーカスを調整できないといった状況を避けることができる。また、本実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのような大きく、且つ、複雑な構成を撮像装置１に装着することもないことから、狭い場所での撮像も容易に行うことができ、加えて、撮像の際の高い機動性を確保することができる。さらに、本実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのように、レンズリングと噛合うレンズギアを設けることはなく、よってレンズを交換する際のレンズギアの脱着を行うこともなくなることから、レンズの交換作業にかかる時間が増加することもない。
【００７５】
＜２．３  撮像方法＞
以上、本開示の第１の実施形態に係る操作ノブ１００、開口部２００、及び開口部２００の周辺の詳細構成について説明した。次に、本実施形態に係る撮像方法について、図９から図１１を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る撮像方法のフローチャート図であり、図１０は、図９のステップＳ５００に含まれるステップのフローチャート図である。さらに、図１１は、本実施形態に係る変換カーブの一例を示す説明図である。
【００７６】
本実施形態に係る撮像方法の大まかな流れを説明すると、まずは、当該撮像方法においては、撮像装置１の筐体３００に操作ノブ１００が装着されたこと、すなわち、操作ノブ１００の回転軸１１０が筐体３００の開口部２００に挿入されたことを検出する。次に、撮像方法においては、ユーザによる操作により回転する回転軸１１０の回転量を検出し、当該回転量に基づき、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出し、算出した駆動量に基づいて、フォーカスレンズ５４４の駆動を行う。詳細には、本実施形態に係る撮像方法は、図９に示すように、ステップＳ１００からステップＳ５００までの複数のステップが含まれている。以下に、本実施形態に係る撮像方法の各ステップの詳細を説明する。
【００７７】
（ステップＳ１００）
撮像装置１は、操作ノブ１００の回転軸１１０が筐体３００の開口部２００に挿入され、スイッチ２１０が押し上げされたか否かにより、操作ノブ１００の装着を検出する。操作ノブ１００の装着が検出された場合には、ステップＳ２００へ進み、操作ノブ１００の装着が検出されない場合には、ステップＳ１００を繰り返す。
【００７８】
（ステップＳ２００）
撮像装置１は、筐体３００の設定がマニュアルフォーカス（ＭＦ）モードに設定されているかどうかを確認する。ここでＭＦモードとは、ユーザが手動でフォーカスを設定することができるモードのことを言う。なお、ＭＦモードに設定されていない場合には、撮像装置１は、オートフォーカス（ＡＦ）モード、すなわち、撮像装置１自身が自動でフォーカスを制御することができるモードに設定されていることとなる。撮像装置１が、ＭＦモードに設定されている場合には、ステップＳ３００へ進み、ＡＦモードに設定されている場合には、ステップＳ２００を繰り返す。
【００７９】
（ステップＳ３００）
撮像装置１は、回転量を計測する、すなわち、エンコーダ部３４２から出力された矩形信号のエッジの数のカウントを開始する。エッジ数が所定の閾値よりも大きい場合には、ユーザによって操作ノブ１００に対して意図して操作がなされたとして、エッジ数を取得し、ステップＳ４００へ進む。一方、エッジ数が所定の閾値よりも小さい場合には、ユーザによって操作ノブ１００に対して意図して操作がなされていないとして、ステップＳ３００を繰り返す。なお、エッジ数のカウントは、矩形信号の立ち上がりの数、もしくは、立ち下りの数、もしくはその両方の数のいずれのカウントであってもよい。
【００８０】
（ステップＳ４００）
撮像装置１は、エンコーダ部３４２から出力されたＡ相信号とＢ相信号との位相関係から、回転軸１１０の回転方向を検出する。なお、回転軸１１０の回転方向の定義は、あらかじめ撮像装置１にユーザが入力することにより設定することができる。
【００８１】
（ステップＳ５００）
撮像装置１は、ステップＳ３００で取得したエッジ数、すなわち、回転量と、ステップＳ４００で取得した回転方向とに基づいて、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出する。さらに、撮像装置１は、算出した駆動量に基づき、フォーカス駆動部５３２を制御して、フォーカスレンズ５４４を駆動させる。さらに、撮像装置１は、ユーザによる撮像装置１の起動を終了させる操作を受け付けた場合には、本実施形態に係る撮像方法を終了し、上記操作を受け付けていない場合には、上述のステップＳ１００へ戻る。なお、ステップＳ５００の詳細については、以下に説明する。
【００８２】
次に、ステップＳ５００の詳細、すなわち、駆動量の算出の詳細について、図１０及び図１１を参照して説明する。ステップＳ５００は、図１０に示すように、ステップＳ５１０からステップＳ５６０までの複数のステップが含まれている。以下に、これら各ステップの詳細を説明する。
【００８３】
（ステップＳ５１０）
撮像装置１は、ステップＳ３００で取得したエッジ数と、ステップＳ４００で取得した回転方向とに基づいて、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出する。この際、撮像装置１は、例えば、図１１に示すような、予め設定されたエッジ数と駆動量との関係を示す変換カーブを参照して、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出する。すなわち、撮像装置１は、取得したエッジ数を変換カーブ上にプロットすることにより、対応する駆動量を算出することができる。なお、本実施形態においては、変換カーブを参照してフォーカスレンズ５４４の駆動量を算出することに限定されるものではなく、予め設定されたエッジ数と駆動量との関係が定義された変換テーブルを参照して、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出してもよい。
【００８４】
なお、先に説明したように、図１２の変換カーブを撮像装置１の表示部３３０に表示してもよく、この場合、ユーザは、表示されたグラフに対して操作を行うことにより、変換カーブの傾きを適宜調整してもよい。例えば、ユーザは、変換カーブの傾きを急峻に設定することにより、操作ノブ１００の回転量が少なくても、俊敏にフォーカスレンズ５４４が駆動するように設定することができる。一方、ユーザは、変換カーブの傾きを緩くする設定を行うことにより、操作ノブ１００の回転量が大きくてもフォーカスレンズ５４４が大きく駆動されなくなる。このように設定することにより、操作ノブ１００の回転によりフォーカスを微調整することが容易となる。すなわち、本実施形態においては、ユーザが変換カーブの傾きを調整することにより、ユーザの好みや状況に応じて、回転量と駆動量との関係を適宜変更することができる。
【００８５】
（ステップＳ５２０）
撮像装置１は、ステップＳ５１０で算出された駆動量が、フォーカスレンズ５４４に設定されている駆動可能な範囲の最大値よりも小さいかを確認する。撮像装置１は、算出された駆動量が、最大値よりも小さい場合には、ステップＳ５４０へ進み、算出された駆動量が最大値以上であった場合には、ステップＳ５３０へ進む。
【００８６】
（ステップＳ５３０）
撮像装置１は、駆動量を上記最大値に設定し、ステップＳ５６０へ進む。
【００８７】
（ステップＳ５４０）
撮像装置１は、ステップＳ５１０で算出された駆動量が、フォーカスレンズ５４４に設定されている駆動可能な範囲の最小値よりも大きいかを確認する。撮像装置１は、算出された駆動量が、最小値よりも大きい場合には、ステップＳ５１０で算出された駆動量を最終的な駆動量として設定し、ステップＳ５６０へ進む。一方、撮像装置１は、算出された駆動量が最小値以下であった場合には、ステップＳ５５０へ進む。
【００８８】
（ステップＳ５５０）
撮像装置１は、駆動量を上記最小値に設定し、ステップＳ５６０へ進む。
【００８９】
（ステップＳ５６０）
撮像装置１は、設定された駆動量に従い、フォーカス駆動部５３２を制御して、フォーカスレンズ５４４を駆動させる。その後、撮像装置１は、処理を終了する。
【００９０】
以上のように、本実施形態によれば、撮像装置１を大幅に設計変更することなく、精密なフォーカスの調整を安定して行うことが可能となる。また、本開示の実施形態によれば、ユーザ毎に最適な操作ノブ１００を取り付けることができることから、より精密にフォーカスの調整を行うことができる。加えて、本開示の実施形態によれば、ユーザがレンズに直接触ることなくフォーカスの調整を行うことができることから、ユーザの操作による振動等がレンズに直接伝わることがなく、振動等によって精密にフォーカスを調整できないといった状況を避けることができる。また、本開示の実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのような大きく、且つ、複雑な構成を撮像装置１に装着することもないことから、狭い場所での撮像も容易に行うことができ、撮像の際の高い機動性を確保することができる。さらに、本開示の実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのように、レンズリングと噛合うレンズギアを設けることはなく、よってレンズを交換する際のレンズギアの脱着を行うこともなくなることから、レンズの交換作業にかかる時間が増加することもない。
【００９１】
また、本実施形態においては、操作ノブ１００の回転を、通信回線を介することなく、撮像装置１の筐体３００において直接的に検出することから、通信によるタイムタグが生じることなくフォーカスの調整を行うことができる。その結果、本実施形態によれば、精密にフォーカスの調整を安定的に行うことができる。さらに、本実施形態によれば、通信回線を用いていないことから、通信のための機構を設ける必要がないため、撮像装置１を大幅に設計変更することを避けることができる。
【００９２】
＜２．４  変形例＞
なお、上述の説明においては、ビデオカメラといった撮像装置１に操作ノブ１００を装着するものとして説明したが、本開示の実施形態においては、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態の変形例に係る撮像装置２を説明する説明図である図１２に示すように、一眼レフカメラ等の撮像装置２に操作ノブ１００を装着してもよい。
【００９３】
＜＜３．第２の実施形態＞＞
＜３．１  制御用ユニット１０の詳細構成＞
上述の第１の実施形態においては、開口部２００やエンコーダ部３４２等は、撮像装置１の筐体３００に設けられているものとして説明した。しかしながら、本開示の実施形態においては、このような形態に限定されるものではなく、開口部２００やエンコーダ部３４２等は、撮像装置１とは分離可能な制御用ユニット１０に設けられていてもよい。詳細には、当該制御用ユニット１０には、第１の実施形態と同様の形態を持つ開口部２００と、ギア２１２、２１４と、エンコーダ部３４２とが設けられる。さらに、制御用ユニット１０は、エンコーダ部３４２から出力される矩形信号（回転量）を外部へ出力するための接続端子２２０を有する。このような制御用ユニット１０によれば、ユーザの所望する位置に設置することが可能なため、ユーザの操作ノブ１００への操作がより容易となる。
【００９４】
以下に、本開示の第２の実施形態として、上記制御用ユニット１０の詳細構成を、図１３から図１５を参照して説明する。図１３は、本実施形態に係る制御用ユニット１０の装着例を示す説明図である。また、図１４は、本実施形態に係る制御用ユニット１０の側面図であり、図１５は、本実施形態に係る制御用ユニット１０の底面図である。なお、図１３においては、レンズユニット５００については図示を省略している。また、図１３から図１５においては、操作ノブ１００の図示も省略している。なお、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、操作ノブ１００は、ユーザにとって最適な形状を持つ操作ノブ１００を用いることができ、さらに、制御用ユニット１０に必要に応じて装着することができる。
【００９５】
図１３に示すように、本実施形態に係る制御用ユニット１０は、例えば、撮像装置１の上面に設置することができる。なお、当該制御用ユニット１０は、図１３に示すような位置に設けられることに限定されるものではなく、ユーザの所望する位置に設置することができる。そして、制御用ユニット１０は、第１の実施形態と同様に、操作ノブ１００の回転軸１１０が挿入される開口部２００を有する。さらに、制御用ユニット１０は、接続端子２２０（図１４参照）を有し、当該接続端子２２０は、撮像装置１の筐体３００に設けられた接続端子２４０と通信ケーブル２３０を介して接続されることができる。
【００９６】
詳細には、図１４に示すように、制御用ユニット１０は、直方体状の筐体２０の側面の１つに、操作ノブ１００の回転軸１１０を挿入することができる開口部２００を有する。また、筐体２０の内部には、回転軸１１０の回転に従って回転するギア２１２、２１４と、ギア２１２、２１４を介して回転軸１１０の回転量を検出するエンコーダ部３４２とが設けられている。すなわち、本実施形態に係る制御用ユニット１０は、第１の実施形態と同様に、回転軸１１０の回転量をエンコーダ部３４２によって検出することができ、エンコーダ部３４２は、検出した回転量に応じて２つの矩形信号を出力することができる。さらに、制御用ユニット１０は、筐体２０の他の側面に、エンコーダ部３４２から出力される矩形信号（回転量）を出力するための接続端子２２０を有する。そして、制御用ユニット１０は、上述の第１の実施形態と同様に、回転軸１１０の回転量を検出して、回転量に対応する矩形信号を、上記接続端子２２０を介して撮像装置１へ出力する。さらに、撮像装置１は、第１の実施形態と同様に、受け取った矩形信号に基づいて、回転量を把握し、当該回転量に基づき、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出する。なお、制御用ユニット１０の開口部２００やその周辺の構造については、第１の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００９７】
さらに、制御用ユニット１０は、図１４に示すように、固定部材２５０を用いて撮像装置１に固定されることができる。固定部材２５０は、図１４に示すように、ビス穴２５４が設けられており、ユーザは、当該ビス穴２５４と、ビス（図示省略）と、撮像装置１側に設けられたビス穴（図示省略）とを用いることにより、固定部材２５０を撮像装置１の所望の位置に固定することができる。さらに、図１５に示すように、制御用ユニット１０の筐体２０の底面には、４つのビス穴２５２が設けられている。さらに、この４つのビス穴２５２に対応するように、固定部材２５０にもビス穴（図示省略）が設けられている。ユーザは、これらビス穴２５２をビスによって接続することにより、制御用ユニット１０を固定部材２５０に固定することができる。すなわち、このような固定部材２５０を用いることにより、ユーザは、撮像装置１の任意の場所に制御用ユニット１０を設置することが可能である。なお、上述した固定部材２５０による制御用ユニット１０の固定方法は、一例としてあげたものであり、本実施形態においては、既存の様々な方法により、制御用ユニット１０を撮像装置１の任意の場所に固定することができる。
【００９８】
なお、本実施形態においては、制御用ユニット１０の接続端子２２０と撮像装置１の筐体３００の接続端子２４０とを接続する通信ケーブル２３０には、エンコーダ部３４２から出力される矩形信号と、電源信号、グラウンド信号、操作ノブ１００の検出信号等が伝達される。なお、操作ノブ１００の検出は、第１の実施形態と同様に、回転軸１１０の挿入をスイッチ２１０により検出したことによって行ってもよいし、回転軸１１０の挿入をスイッチ２１０により検出し、且つ、撮像装置１と制御用ユニット１０との間の接続が確保されたことを検出したことによって行ってもよい。このような場合、操作ノブ１００の検出信号は、通信ケーブル２３０に伝達されなくてもよい。
【００９９】
また、上述の実施形態においては、撮像装置１と制御用ユニット１０との間は、通信ケーブル２３０を介して接続されるものとして説明したが、本実施形態においては、これに限定されるものではなく、撮像装置１と制御用ユニット１０との間は、通信ケーブル２３０を介することなく直接接続されていてもよい。
【０１００】
以上のように、本実施形態によれば、制御用ユニット１０をユーザの所望する位置に設置することが可能なため、ユーザの操作ノブ１００への操作をより容易なものとすることができる。
【０１０１】
＜３．２  変形例＞
さらに、本実施形態に係る制御用ユニット１０は、撮像装置１に固定されるものに限定されるものではなく、例えば、カメラのリモートレリーズのように、通信ケーブル２３０を介して撮像装置１と接続され、且つ、ユーザが手に保持して使用するものであってもよい。以下に、本実施形態の変形例として、上述のような制御用ユニット１０ａを、図１６を参照して説明する。図１６は、本実施形態の変形例に係る制御用ユニット１０ａの一例を示す説明図である。なお、図１６においては、操作ノブ１００の図示を省略している。また、本変形例においても、第１及び第２の実施形態と同様に、操作ノブ１００は、ユーザにとって最適な形状を持つ操作ノブ１００を用いることができ、さらに、制御用ユニット１０ａに必要に応じて装着することができる。
【０１０２】
図１６に示すように、制御用ユニット１０ａは、直方体状の筐体２０の側面の１つに、操作ノブ１００の回転軸１１０が挿入される開口部２００を有する。さらに、制御用ユニット１０ａは、筐体２０の他の側面に、エンコーダ部３４２から出力される矩形信号（回転量）を出力するための接続端子２２０を有する。当該接続端子２２０は、通信ケーブル２３０介して撮像装置１と接続されることとなる。なお、制御用ユニット１０の内部や、開口部２００やその周辺の構造については、第１及び第２の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。このような制御用ユニット１０ａは、通信ケーブル２３０によって撮像装置１と接続されている限り、ユーザが手に保持しつつ、自由な状態でフォーカスの調整のために操作を行うことができる。
【０１０３】
＜＜４．第３の実施形態＞＞
＜４．１    撮像方法＞
上述した第１の実施形態においては、予め設定されたエッジ数と駆動量との関係を定める変換カーブ（関係情報）を参照して、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出していた。しかしながら、本開示の実施形態においては、このように変換カーブを用いてフォーカスレンズ５４４の駆動量を算出することに限定されるものではない。例えば、本開示の実施形態においては、撮像装置１に関する他のパラメータ等を用いて変換カーブを自動的に選択し、選択した変換カーブを参照して、フォーカスレンズ５４４の駆動量を算出してもよい。
【０１０４】
そこで、以下に、本開示の第３の実施形態として、撮像装置１の撮像素子３１０に有する像面位相差検出画素（図示省略）を用いて、撮像装置１の現状の被写体に対するデフォーカス量（被写体にフォーカスが合っている状態を基準としてどの程度ずれているかを示すフォーカスの外れ量）（合焦位置からのずれ）を検出し、検出したデフォーカス量に基づいて変換カーブを選択する撮像方法について、図１７及び図１８を参照して、説明する。図１７は、本実施形態に係る撮像方法のフローチャート図であり、図１８は、本実施形態に係る撮像方法を説明するための説明図である。
【０１０５】
ところで、ユーザがマニュアルによって撮像装置１のフォーカスを合わせようとする際に、調整する前の撮像装置１のフォーカスレンズ５４４の位置が、被写体からの光が撮像素子３１０の受光面の一点に集光させることができる位置に近接していれば、ユーザがフォーカスレンズ５４４を駆動させるべき駆動量は小さくなる。すなわち、このような状況においては、フォーカスを厳密に合わせるために、ユーザは操作ノブ１００を精密に操作して、少しずつフォーカスレンズ５４４を駆動させることが求められる。もし、ここでユーザがフォーカスレンズ５４４を大きく駆動させてしまった場合、フォーカスが合った状態を通り過ぎることとなる場合があることから、このような通り過ぎを避けるために、ユーザは操作ノブ１００を精密に操作することとなる。しかしながら、これまで説明したように、ユーザがフォーカスレンズ５４４を少しずつ駆動させるように操作することは難しい。
【０１０６】
そこで、本実施形態においては、調整する前の撮像装置１のフォーカスレンズ５４４の位置が、フォーカスが合っているとされる位置に近接している場合には、操作ノブ１００の回転軸１１０の回転量（詳細には、エッジ数）に対して駆動量が小さい、すなわち、傾きが緩い変換カーブを用いて駆動量を算出するようにする。このようにすることで、ユーザが操作ノブ１００を誤って大きく操作した場合であっても、フォーカスレンズ５４４を小さく駆動することができることから、上述のような通り過ぎを避けることができる。
【０１０７】
また、本実施形態においては、撮像素子３１０に有する一対の像面位相差検出画素（図示省略）を用いて、撮像装置１の現状の被写体に対するデフォーカス量（合焦位置からのずれ）を検出することにより、調整する前のフォーカスレンズ５４４の位置が、フォーカスが合っているとされる位置に近接しているかどうかを判断することができる。
【０１０８】
より具体的には、本実施形態においては、検出されたデフォーカス量が所定の閾値よりも小さい場合には、調整する前のフォーカスレンズ５４４の位置が、フォーカスが合っているとされる位置に近接しているとして、変換カーブを通常の変換カーブから、近接時の変換カーブに変更する。近接時の変換カーブは、通常の変換カーブに比べて、操作ノブ１００の回転軸１１０の回転量（詳細には、エッジ数）に対して駆動量が小さく、すなわち、傾きが緩い。本実施形態においては、このような近接時の変換カーブを用いて駆動量を算出することにより、ユーザが操作ノブ１００を誤って大きく操作した場合であっても、フォーカスレンズ５４４を小さく駆動することができる。その結果、本実施形態によれば、フォーカスが合った状態を通り過ぎるといったことを避けることができる。
【０１０９】
このような本実施形態に係る撮像方法は、図１７のフローチャート図によって示すことができる。本実施形態に係る撮像方法は、図１７に示すように、ステップＳ６０１からステップＳ６０５までの複数のステップが含まれている。以下に、本実施形態に係る撮像方法の各ステップの詳細を説明する。
【０１１０】
（ステップＳ６０１）
撮像装置１は、駆動量の算出に用いる変換カーブを通常の変換カーブに設定する、もしくは、このような設定を維持する。通常の変換カーブは、例えば、図１８の左側に示されている。
【０１１１】
（ステップＳ６０３）
撮像装置１は、一対の像面位相差検出画素（図示省略）を用いて、現状の被写体に対するデフォーカス量（合焦位置からのずれ）を検出する。さらに、撮像装置１は、検出されたデフォーカス量を所定の閾値と比較する。撮像装置１は、デフォーカス量が所定の閾値に比べて小さい又は同じであった場合には、ステップＳ６０５へ進む。一方、撮像装置１は、デフォーカス量が所定の閾値に比べて大きい場合には、ステップＳ６０１へ戻る。
【０１１２】
（ステップＳ６０５）
撮像装置１は、駆動量の算出に用いる変換カーブを通常の変換カーブから近接時の変換カーブ（図１８の右側）に設定変更する。図１８からわかるように、近接時の変換カーブは、通常の変換カーブに比べて傾きが緩いことから、エッジ数に対する駆動量が小さくなり、すなわち、エッジ数に対する駆動量の感度が低くなる。従って、このような近接時の変換カーブを用いることにより、ユーザが操作ノブ１００を誤って大きく操作した場合であっても、フォーカスレンズ５４４を小さく駆動することができる。その結果、本実施形態によれば、ユーザは精密にフォーカスの調整を行うことはでき、フォーカスが合った状態を通り過ぎるといったことを避けることができる。その後、撮像装置１は、上述した図９の第１の実施形態の撮像方法を実施することとなる。
【０１１３】
以上のように、本実施形態においては、像面位相差検出画素（図示省略）によって検出したデフォーカス量を所定の閾値を比較し、比較結果に応じて、駆動量を算出する際に用いる変換カーブを、エッジ数に対する駆動量の感度が低い変換カーブ（近接時の変換カーブ）に変更する。その結果、本実施形態によれば、ユーザは、精密にフォーカスの調整を行うことができ、フォーカスが合った状態を通り過ぎるといったことを避けることができる。
【０１１４】
なお、上述の所定の閾値は、ユーザが任意に予め設定することができ、例えば、ユーザは、所定の閾値として、ユーザ自身の操作の容易性等を考慮して最適な値を設定すればよい。また、上述の説明においては、検出したデフォーカス量に応じて変換カーブを選択、変更するものとして説明したが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、デフォーカス量に応じて変換テーブルを選択してもよい。
【０１１５】
＜４．２  変形例＞
ところで、ユーザがマニュアルによって撮像装置１のフォーカスを合わせようとする際に、調整する前の撮像装置１のフォーカスレンズ５４４の位置が、被写体からの光が撮像素子３１０の受光面の一点に集光させることができる位置から遠い場合には、ユーザがフォーカスレンズ５４４を駆動させるべき駆動量は大きくなる。従って、このような状況においては、ユーザの操作ノブ１００に対する操作量、すなわち、回転軸１１０の回転量（エッジ数）に対する駆動量の感度が高い方が、操作量が少なくても駆動量が大きくなることから、素早くフォーカスを合わせることが可能になり、ユーザにとっては利便性が高まる。
【０１１６】
そこで、本変形例においては、調整する前の撮像装置１のフォーカスレンズ５４４の位置が、フォーカスが合っているとされる位置から遠い場合には、操作ノブ１００の回転軸１１０の回転量（詳細には、エッジ数）に対して駆動量が大きい、すなわち、傾きが急峻な変換カーブを用いて駆動量を算出するようにする。このようにすることで、ユーザの操作量が少なくても駆動量が大きくなることから、素早くフォーカスを合わせることが可能になり、利便性を高めることができる。
【０１１７】
より具体的には、本変形例においては、検出されたデフォーカス量が所定の第１の閾値よりも大きい場合には、調整する前のフォーカスレンズ５４４の位置が、フォーカスが合っているとされる位置から遠いとして、変換カーブを通常の変換カーブから、遠隔時の変換カーブに変更する。遠隔時の変換カーブは、通常の変換カーブに比べて、操作ノブ１００の回転軸１１０の回転量（詳細には、エッジ数）に対して駆動量が大きく、すなわち、傾きが急峻である。本実施形態においては、このような遠隔時の変換カーブを用いて駆動量を算出することにより、ユーザの操作量が少なくても駆動量が大きくなることから、素早くフォーカスを合わせることが可能になり、利便性を高めることができる。
【０１１８】
このような本変形例に係る撮像方法を、図１９及び図２０を参照して説明する。図１９は、本実施形態の変形例に係る撮像方法のフローチャート図であり、図２０は、本実施形態の変形例に係る撮像方法を説明するための説明図である。本実施形態に係る撮像方法は、図１９に示すように、ステップＳ７０１からステップＳ７０９までの複数のステップが含まれている。以下に、本実施形態に係る撮像方法の各ステップの詳細を説明する。
【０１１９】
（ステップＳ７０１）
撮像装置１は、図１８に示す本実施形態のステップＳ６０１と同様のステップを実施する。
【０１２０】
（ステップＳ７０３）
撮像装置１は、一対の像面位相差検出画素（図示省略）を用いて、現状の被写体に対するデフォーカス量（合焦位置からのずれ）を検出する。さらに、撮像装置１は、検出されたデフォーカス量を所定の第１の閾値と比較する。撮像装置１は、デフォーカス量が所定の第１の閾値に比べて小さい又は同じであった場合には、ステップＳ７０３へ進む。一方、撮像装置１は、デフォーカス量が所定の第１の閾値に比べて大きい場合には、ステップＳ７０５へ進む。
【０１２１】
（ステップＳ７０５）
撮像装置１は、駆動量の算出に用いる変換カーブを通常の変換カーブから近接時の変換カーブ（図２０の下段左側）に設定変更する。図２０からわかるように、遠隔時の変換カーブは、通常の変換カーブに比べて傾きが急峻であることから、エッジ数に対する駆動量が大きくなり、すなわち、エッジ数に対する駆動量の感度が高くなる。従って、このような遠隔時の変換カーブを用いることにより、ユーザの操作量が少なくても駆動量が大きくなることから、素早くフォーカスを合わせることが可能になり、利便性を高めることができる。
【０１２２】
（ステップＳ７０７）
撮像装置１は、検出されたデフォーカス量を所定の第２の閾値と比較する。撮像装置１は、デフォーカス量が所定の第２の閾値に比べて大きい場合には、撮像装置１は、上述した図９の第１の実施形態の撮像方法のステップＳ１００へ進む。一方、撮像装置１は、デフォーカス量が所定の第２の閾値に比べて小さい又は同じであった場合には、ステップＳ７０９へ進む。なお、第２の閾値は、上述の第１の閾値に比べて小さい値であるものとする。
【０１２３】
（ステップＳ７０９）
撮像装置１は、図１７に示す本実施形態のステップＳ６０５と同様に、駆動量の算出に用いる変換カーブを通常の変換カーブから近接時の変換カーブ（図２０の下段右側）に設定変更する。その後、撮像装置１は、上述した図９の第１の実施形態の撮像方法を実施することとなる。
【０１２４】
以上のように、本変形例においては、像面位相差検出画素（図示省略）によって検出したデフォーカス量に応じて、駆動量を算出する際に用いる変換カーブを、エッジ数に対する駆動量の感度が高い変換カーブ（遠隔時の変換カーブ）に変更する。その結果、本実施形態によれば、ユーザの操作量が少なくても駆動量が大きくなることから、素早くフォーカスを合わせることが可能になり、利便性を高めることができる。
【０１２５】
なお、上述の第１及び第２の閾値は、ユーザが任意に予め設定することができ、例えば、ユーザは、所定の閾値として、ユーザ自身の操作の容易性等を考慮して最適な値を設定すればよい。
【０１２６】
なお、上述した第３の実施形態及び変形例においては、デフォーカス量に応じて変換カーブを選択していたが、本開示の実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、本開示の実施形態においては、操作ノブ１００の種類（形状）に応じて変換カーブを選択してもよい。操作ノブ１００の形状によっては、少しの操作だけで大きく回転軸１１０が回転するものもあれば、小さく回転するもののもある。従って、操作ノブ１００により、回転の傾向が変化することから、それに応じて、ユーザの操作ノブ１００に対する操作量、すなわち、回転軸１１０の回転量（エッジ数）に対する駆動量の感度を変化させることにより、ユーザの操作の容易性をより高めることができる。
【０１２７】
例えば、予めユーザにより操作ノブ１００の種類を撮像装置１に入力してもらい、それに応じて、撮像装置１は、駆動量を算出する際に用いる変換カーブを選択してもよい。もしくは、操作ノブ１００に、操作ノブ１００から操作ノブの種類を識別する識別情報を出力する機構が設けられていた場合には、撮像装置１は、当該操作ノブ１００が開口部２００に挿入された際に、上記識別情報を検出し、検出結果に応じて変換カーブを選択してもよい。
【０１２８】
また、例えば、本開示の実施形態においては、撮像装置１に装着されたレンズ（レンズユニット５００）の種類に応じて変換カーブを選択してもよい。ユーザの操作の容易性を確保しようした場合、各種レンズ（望遠レンズ、マクロレンズ等）の特性に応じて、変換カーブにおける好適な傾き等が変わってくるためである。そこで、例えば、予めユーザによりレンズの種類を撮像装置１に入力してもらい、それに応じて、撮像装置１は、駆動量を算出する際に用いる変換カーブを選択してもよい。もしくは、撮像装置１のレンズ取付け部（図示省略）に、レンズとの間で信号をやり取りする信号接点（図示量略）が設けられていれば、撮像装置１は、当該信号接点を介して、レンズから出力された、レンズの種類を認識するための識別情報を検出してもよい。この場合、撮像装置１は、レンズが撮像装置１の筐体３００に装着された際に、上記識別情報を検出し、検出結果に応じて変換カーブを選択してもよい。
【０１２９】
＜＜５．応用例＞＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１３０】
図２０は、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の概略的な構成の一例を示す図である。図２０では、術者（医師）５０６７が、内視鏡手術システム５０００を用いて、患者ベッド５０６９上の患者５０７１に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム５０００は、内視鏡５００１と、その他の術具５０１７と、内視鏡５００１を支持する支持アーム装置５０２７と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５０３７と、から構成される。
【０１３１】
内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５０２５ａ〜５０２５ｄから、内視鏡５００１の鏡筒５００３や、その他の術具５０１７が患者５０７１の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５０１７として、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３が、患者５０７１の体腔内に挿入されている。また、エネルギー処置具５０２１は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５０１７はあくまで一例であり、術具５０１７としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。
【０１３２】
内視鏡５００１によって撮影された患者５０７１の体腔内の術部の画像が、表示装置５０４１に表示される。術者５０６７は、表示装置５０４１に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５０２１や鉗子５０２３を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、気腹チューブ５０１９、エネルギー処置具５０２１及び鉗子５０２３は、手術中に、術者５０６７又は助手等によって支持される。
【０１３３】
（支持アーム装置５０２７）
支持アーム装置５０２７は、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃ、及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂから構成されており、アーム制御装置５０４５からの制御により駆動される。アーム部５０３１によって内視鏡５００１が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５００１の安定的な位置の固定が実現され得る。
【０１３４】
（内視鏡５００１）
内視鏡５００１は、先端から所定の長さの領域が患者５０７１の体腔内に挿入される鏡筒５００３と、鏡筒５００３の基端に接続されるカメラヘッド５００５と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５００３を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５００１を図示しているが、内視鏡５００１は、軟性の鏡筒５００３を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１３５】
鏡筒５００３の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５００１には光源装置５０４３が接続されており、当該光源装置５０４３によって生成された光が、鏡筒５００３の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５０７１の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５００１は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１３６】
カメラヘッド５００５の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）５０３９に送信される。なお、カメラヘッド５００５には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。
【０１３７】
なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５００５には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５００３の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。
【０１３８】
（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５０３９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡５００１及び表示装置５０４１の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５０３９は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５０４１に提供する。また、ＣＣＵ５０３９は、カメラヘッド５００５に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。
【０１３９】
表示装置５０４１は、ＣＣＵ５０３９からの制御により、当該ＣＣＵ５０３９によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５００１が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５０４１としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５０４１として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５０４１が設けられてもよい。
【０１４０】
光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５００１に供給する。
【０１４１】
アーム制御装置５０４５は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の駆動を制御する。
【０１４２】
入力装置５０４７は、内視鏡手術システム５０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置５０４７を介して、内視鏡手術システム５０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５０４７を介して、アーム部５０３１を駆動させる旨の指示や、内視鏡５００１による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５０２１を駆動させる旨の指示等を入力する。
【０１４３】
入力装置５０４７の種類は限定されず、入力装置５０４７は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５０４７としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５０５７及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５０４７としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５０４１の表示面上に設けられてもよい。
【０１４４】
あるいは、入力装置５０４７は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５０４７は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５０４７は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５０４７が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５０６７）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。
【０１４５】
処置具制御装置５０４９は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５０２１の駆動を制御する。気腹装置５０５１は、内視鏡５００１による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５０７１の体腔を膨らめるために、気腹チューブ５０１９を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ５０５３は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５０５５は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１４６】
以下、内視鏡手術システム５０００において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。
【０１４７】
（支持アーム装置５０２７）
支持アーム装置５０２７は、基台であるベース部５０２９と、ベース部５０２９から延伸するアーム部５０３１と、を備える。図示する例では、アーム部５０３１は、複数の関節部５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃと、関節部５０３３ｂによって連結される複数のリンク５０３５ａ、５０３５ｂと、から構成されているが、図２１では、簡単のため、アーム部５０３１の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５０３１が所望の自由度を有するように、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃ及びリンク５０３５ａ、５０３５ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５０３１は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５０３１の可動範囲内において内視鏡５００１を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５００１の鏡筒５００３を患者５０７１の体腔内に挿入することが可能になる。
【０１４８】
関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５０３３ａ〜５０３３ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５０４５によって制御されることにより、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃの回転角度が制御され、アーム部５０３１の駆動が制御される。これにより、内視鏡５００１の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５０４５は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５０３１の駆動を制御することができる。
【０１４９】
例えば、術者５０６７が、入力装置５０４７（フットスイッチ５０５７を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５０４５によってアーム部５０３１の駆動が適宜制御され、内視鏡５００１の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５０３１の先端の内視鏡５００１を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５０３１は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５０３１は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５０４７を介してユーザによって遠隔操作され得る。
【０１５０】
また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５０４５は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５０３１が移動するように、各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５０３１に触れながらアーム部５０３１を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５０３１を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５００１を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。
【０１５１】
ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５００１が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５０２７を用いることにより、人手によらずに内視鏡５００１の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。
【０１５２】
なお、アーム制御装置５０４５は必ずしもカート５０３７に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５０４５は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５０４５は、支持アーム装置５０２７のアーム部５０３１の各関節部５０３３ａ〜５０３３ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５０４５が互いに協働することにより、アーム部５０３１の駆動制御が実現されてもよい。
【０１５３】
（光源装置５０４３）
光源装置５０４３は、内視鏡５００１に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５０４３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５０４３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１５４】
また、光源装置５０４３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５００５の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１５５】
また、光源装置５０４３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５０４３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１５６】
（カメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９）
図２２を参照して、内視鏡５００１のカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能についてより詳細に説明する。図２２は、図２１に示すカメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１５７】
図２２を参照すると、カメラヘッド５００５は、その機能として、レンズユニット５００７と、撮像部５００９と、駆動部５０１１と、通信部５０１３と、カメラヘッド制御部５０１５と、を有する。また、ＣＣＵ５０３９は、その機能として、通信部５０５９と、画像処理部５０６１と、制御部５０６３と、を有する。カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９とは、伝送ケーブル５０６５によって双方向に通信可能に接続されている。
【０１５８】
まず、カメラヘッド５００５の機能構成について説明する。レンズユニット５００７は、鏡筒５００３との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５００３の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５００５まで導光され、当該レンズユニット５００７に入射する。レンズユニット５００７は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５００７は、撮像部５００９の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。
【０１５９】
撮像部５００９は撮像素子によって構成され、レンズユニット５００７の後段に配置される。レンズユニット５００７を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５００９によって生成された画像信号は、通信部５０１３に提供される。
【０１６０】
撮像部５００９を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５０６７は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。
【０１６１】
また、撮像部５００９を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５０６７は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５００９が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５００７も複数系統設けられる。
【０１６２】
また、撮像部５００９は、必ずしもカメラヘッド５００５に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５００９は、鏡筒５００３の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１６３】
駆動部５０１１は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５０１５からの制御により、レンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５００９による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１６４】
通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０１３は、撮像部５００９から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５０６７が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５０１３には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５０６５を介してＣＣＵ５０３９に送信される。
【０１６５】
また、通信部５０１３は、ＣＣＵ５０３９から、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５０１３は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５０１５に提供する。なお、ＣＣＵ５０３９からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５０１３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５０１５に提供される。
【０１６６】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５０３９の制御部５０６３によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡５００１に搭載される。
【０１６７】
カメラヘッド制御部５０１５は、通信部５０１３を介して受信したＣＣＵ５０３９からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５００５の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５００９の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５０１５は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に基づいて、駆動部５０１１を介してレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５０１５は、更に、鏡筒５００３やカメラヘッド５００５を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。
【０１６８】
なお、レンズユニット５００７や撮像部５００９等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５００５について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。
【０１６９】
次に、ＣＣＵ５０３９の機能構成について説明する。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５０５９は、カメラヘッド５００５から、伝送ケーブル５０６５を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５０５９には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５０５９は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５０６１に提供する。
【０１７０】
また、通信部５０５９は、カメラヘッド５００５に対して、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。
【０１７１】
画像処理部５０６１は、カメラヘッド５００５から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Ｎｏｉｓｅ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５０６１は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。
【０１７２】
画像処理部５０６１は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５０６１が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５０６１は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。
【０１７３】
制御部５０６３は、内視鏡５００１による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５０６３は、カメラヘッド５００５の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５０６３は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５００１にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５０６３は、画像処理部５０６１による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。
【０１７４】
また、制御部５０６３は、画像処理部５０６１によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５０４１に表示させる。この際、制御部５０６３は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５０６３は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５０２１使用時のミスト等を認識することができる。制御部５０６３は、表示装置５０４１に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５０６７に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。
【０１７５】
カメラヘッド５００５及びＣＣＵ５０３９を接続する伝送ケーブル５０６５は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１７６】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル５０６５を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５００５とＣＣＵ５０３９との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５０６５を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５０６５によって妨げられる事態が解消され得る。
【０１７７】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システム５０００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として内視鏡手術システム５０００について説明したが、本開示に係る技術が適用され得るシステムはかかる例に限定されない。例えば、本開示に係る技術は、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１７８】
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば内視鏡５００１に好適に適用され得る。具体的には、カメラヘッド５００５に開口部２００を設け、開口部２００に挿入された操作ノブ１００によって内視鏡５００１を操作可能とする。術者５０６７又は助手によって操作された操作ノブ１００の回転量をカメラヘッド制御部５０１５へ送り、カメラヘッド制御部５０１５がレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズ等の駆動量を算出し、算出した駆動量に基づいてレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズ等を制御する。
【０１７９】
または、ＣＣＵ５０３９に通信ケーブル２３０を介して接続された制御用ユニット１０に開口部２００を設け、開口部２００に挿入された操作ノブ１００により内視鏡５００１を操作可能としてもよい。具体的には、術者５０６７又は助手によって操作された操作ノブ１００の回転量をＣＣＵ５０３９へ送り、ＣＣＵ５０３９がレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズ等の駆動量を算出する。算出された駆動量は通信部５０１３を介してカメラヘッド制御部５０１５へ送信され、カメラヘッド制御部５０１５は、受信した駆動量に基づいてレンズユニット５００７のズームレンズ及びフォーカスレンズ等を制御する。なお、ここではＣＣＵ５０３９が駆動量を算出するとしたが、これに限定されるものではなく、ＣＣＵ５０３９を介して送られた操作ノブ１００の回転量に基づいて、カメラヘッド制御部５０１５が駆動量を算出しても良い。
【０１８０】
このように、内視鏡手術システム５０００に本開示に係る技術を適用することにより、術者５０６７又は助手が、フォーカス、ズーム等の各種パラメータをより精密に制御することが可能となる。また、制御用ユニット１０を内視鏡手術システム５０００に適用する場合には、術者５０６７又は助手にとって好適な位置に操作ノブ１００を設置することが可能となるので、術者５０６７又は助手の使い勝手を向上させることが可能となる。
【０１８１】
＜＜６．まとめ＞＞
以上のように、本開示の実施形態によれば、撮像装置１を大幅に設計変更することなく、撮像装置の各種パラメータ（フォーカス、絞り（アイリス）、ズーム等）（制御対象）の調整を安定して行うことが可能となる。また、本開示の実施形態によれば、ユーザ毎に最適な操作ノブ１００を取り付けることができることから、より精密に上記各種パラメータの調整を行うことができる。加えて、本開示の実施形態によれば、ユーザがレンズに直接触ることなく上記各種パラメータの調整を行うことができることから、ユーザの操作による振動等がレンズに直接伝わることがなく、振動等によって精密に上記各種パラメータを調整できないといった状況を避けることができる。また、本開示の実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのような大きく、且つ、複雑な構成を撮像装置１に装着することもないことから、狭い場所での撮像も容易に行うことができ、撮像の際の高い機動性を確保することができる。さらに、本開示の実施形態によれば、上述のフォローフォーカスのように、レンズリングと噛合うレンズギアを設けることはなく、よってレンズを交換する際のレンズギアの脱着を行うこともなくなることから、レンズの交換作業にかかる時間が増加することもない。
【０１８２】
なお、上述した本開示の実施形態においては、撮像装置のフォーカスの調整に適用する例を挙げて説明したが、本開示の実施形態においては、フォーカスの調整に適用することに限定されるものではない。本開示の実施形態は、撮像装置のレンズ（フォーカスレンズ、ズームレンズ等）や絞り機構を駆動させて、フォーカス、絞り（アイリス）、ズーム（電子ズームを含む）等の撮像装置の各種パラメータ（制御対象）を調整する際に適用することが可能である。
【０１８３】
＜＜７．補足＞＞
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１８４】
また、上述した実施形態の撮像方法における各ステップは、必ずしも記載された順序に沿って処理されなくてもよい。例えば、各ステップは、適宜順序が変更されて処理されてもよい。また、各ステップは、時系列的に処理される代わりに、一部並列的に又は個別的に処理されてもよい。さらに、各ステップの処理についても、必ずしも記載された方法に沿って処理されなくてもよく、例えば、他の機能ブロックによって他の方法で処理されていてもよい。
【０１８５】
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
【０１８６】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸が挿入される回転軸挿入部と、
前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、
前記回転量に基づき、制御対象の制御を行う制御部と、
を備える、撮像装置
（２）
前記回転軸の前記回転軸挿入部への挿入を検出する挿入検出部をさらに備える、上記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記回転軸の回転方向を検出する回転方向検出部をさらに備える、上記（１）又は上記（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記制御部は、
前記回転量に基づき、フォーカス、ズーム又は絞りを調整するための駆動量を算出する駆動量算出部と、
前記駆動量に基づいて、フォーカスレンズ、ズームレンズ又は絞り機構の駆動を行う駆動機構制御部と、
を有する、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
前記回転量と前記駆動量との関係を定める関係情報を格納する記憶部をさらに備え、
前記駆動量算出部は、前記関係情報に基づいて、前記駆動量を算出する、
上記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記駆動量算出部は、前記撮像装置に装着されるレンズの種類に応じて、前記駆動量を算出する際に用いる前記関係情報を選択する、
上記（５）に記載の撮像装置。
（７）
少なくとも一対の像面位相差検出画素を含む撮像素子をさらに備え、
前記駆動量算出部は、前記像面位相差検出画素により検出した被写体の合焦位置からのずれを所定の閾値と比較し、比較結果に応じて、前記記憶部に格納された複数の前記関係情報から前記駆動量を算出するための前記関係情報を選択する、
上記（５）に記載の撮像装置。
（８）
前記回転軸を前記回転軸挿入部に挿入した際に、係合することにより前記操作部材を前記筐体に固定する係合部材をさらに備える、上記（１）〜（７）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（９）
筐体に着脱可能な、操作部材を有する回転軸と、
前記回転軸が挿入される回転軸挿入部と、
前記回転軸の回転量を検出する回転量検出部と、
撮像装置に対する制御を行うために、前記回転量を前記撮像装置に出力する端子と、
を備える、撮像装置制御用ユニット。
（１０）
ユーザが操作を行うための操作部材と、
前記操作部材と連結し、撮像装置の筐体に設けられた回転軸挿入部に挿入可能な回転軸と、
を備え、
前記筐体に着脱可能に取り付けられる、撮像装置制御用操作ノブ。
（１１）
前記操作部材は、円盤状の形状を持つ、
上記（１０）に記載の撮像装置制御用操作ノブ。
（１２）
撮像装置の筐体に設けられた回転軸挿入部に、回転軸が挿入されたことを検出し、
ユーザによる操作により回転する前記回転軸の回転量を検出し、
前記回転量に基づき、制御対象の制御を行う、
ことを含む、撮像方法。
（１３）
前記制御対象の制御は、前記回転量に基づき、フォーカス、ズーム又は絞りを調整するための駆動量を算出することと、前記駆動量に基づいて、フォーカスレンズ、ズームレンズ又は絞り機構の駆動を行うことを含む、上記（１２）に記載の撮像方法。
（１４）
一対の像面位相差検出画素により検出した被写体の合焦位置からのずれを所定の閾値と比較し、比較結果に応じて、前記回転量と前記駆動量との関係を定める複数の関係情報の中から前記駆動量を算出するための前記関係情報を選択することを含む、上記（１３）に記載の撮像方法。
【符号の説明】
【０１８７】
１、２    撮像装置
１０、１０ａ    制御用ユニット
２０    筐体
１００、１００ａ、１００ｂ    操作ノブ
１０２    操作部材
１１０    回転軸
１１２    係合溝
１１４、１２０    ビス
１１６    頭部
１１８    台部
２００    開口部
２１０    スイッチ
２１２、２１４    ギア
２１６、２１８、２５２、２５４    ビス穴
２２０、２４０    接続端子
２３０    通信ケーブル
２５０    固定部材
３００    筐体
３１０    撮像素子
３１２    アナログ信号処理部
３１４    Ａ／Ｄ変換部
３２０    主制御部
３３０    表示部
３３２    記憶部
３３４    操作部
３４０    操作ノブ検出部
３４２    エンコーダ部
３４４    エッジカウント部
３４６    回転方向検出部
３４８    フォーカス駆動量算出部
５００    レンズユニット
５１０    レンズユニット操作部
５２０    レンズユニット制御部
５３０    絞り駆動部
５３２    フォーカス駆動部
５３４    ズーム駆動部
５４０    固定レンズ
５４２    絞り機構
５４４    フォーカスレンズ
５４６    ズームレンズ
５０００    内視鏡手術システム
５００１    内視鏡
５００３    鏡筒
５００５    カメラヘッド
５００７  レンズユニット
５００９    撮像部
５０１１    駆動部
５０１３、５０５９    通信部
５０１５    カメラヘッド制御部
５０１７    術具
５０１９    気腹チューブ
５０２１    エネルギー処置具
５０２３  鉗子
５０２５ａ、５０２５ｂ、５０２５ｃ、５０２５ｄ    トロッカ
５０２７    支持アーム装置
５０２９    ベース部
５０３１    アーム部
５０３３ａ、５０３３ｂ、５０３３ｃ    関節部
５０３５ａ、５０３５ｂ    リンク
５０３７    カート
５０３９    カメラコントロールユニット
５０４１    表示装置
５０４３    光源装置
５０４５    アーム制御装置
５０４７    入力装置
５０４９    処置具制御装置
５０５１    気腹装置
５０５３    レコーダ
５０５５    プリンタ
５０５７    フットスイッチ
５０６１    画像処理部
５０６３    制御部
５０６５    伝送ケーブル
５０６７    術者（医師）
５０６９    患者ベッド
５０７１    患者
【図１】
2019066749.tif 000003
【図２】
2019066749.tif 000004
【図３】
2019066749.tif 000005
【図４】
2019066749.tif 000006
【図５】
2019066749.tif 000007
【図６】
2019066749.tif 000008
【図７】
2019066749.tif 000009
【図８】
2019066749.tif 000010
【図９】
2019066749.tif 000011
【図１０】
2019066749.tif 000012
【図１１】
2019066749.tif 000013
【図１２】
2019066749.tif 000014
【図１３】
2019066749.tif 000015
【図１４】
2019066749.tif 000016
【図１５】
2019066749.tif 000017
【図１６】
2019066749.tif 000018
【図１７】
2019066749.tif 000019
【図１８】
2019066749.tif 000020
【図１９】
2019066749.tif 000021
【図２０】
2019066749.tif 000022
【図２１】
2019066749.tif 000023
【図２２】
2019066749.tif 000024