(57)【要約】【課題】駆動電圧を抑制して蓄電池の寿命を延ばす場合であっても、モータが低温である場合に常に十分なモータのトルクを確保できる、簡易な構成の監視装置の提供を図る。【解決手段】監視装置１は、温度センサ６により撮像素子４への集光を行うレンズ１２，１３の温度を検知する。温度センサ６により検出した温度に基づいてモータ２２，２３，２４によりレンズ１２，１３の位置を調整する。また、消費電力を抑制した動作時に温度センサ６により検出した温度が低い場合に、モータ２２，２３，２４へ供給する駆動電圧を引き上げ、消費電力を抑制していない動作時に温度センサ６により検出した温度が高い場合に、モータ２２，２３，２４へ供給する駆動電圧を引き下げる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子の近傍に配した温度センサで検知した温度に基づいて、前記撮像素子に被写体像を結像させるレンズの位置を制御するレンズ制御手段を備える監視装置において、
前記レンズを収容した鏡筒の繰り出し、収納を行うモータを制御するモータ制御手段と、
前記モータ制御手段へ供給する駆動電圧を、前記温度センサが検知した温度が所定の温度より低い場合に高く、所定の温度より高い場合に低くする電圧制御手段と、を備える監視装置。
【請求項２】
温度センサで検知した温度に基づいて、被写体像を撮像素子に結像させるレンズの位置を制御するレンズ制御手段を備える撮像装置において、
前記レンズを収容した鏡筒の繰り出し、収納を行うモータを制御するモータ制御手段と、
前記モータ制御手段へ供給する駆動電圧を、前記温度センサが検知した温度が所定の温度より低い場合と、所定の温度より高い場合とで異ならせる電圧制御手段と、を備える撮像装置。
【請求項３】
前記電圧制御手段は、前記温度センサが検知した温度が所定の温度より低い場合の前記駆動電圧を、前記温度センサが検知した温度が所定の温度より高い場合の前記駆動電圧よりも高くした請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記温度センサを前記撮像素子の近傍に配した請求項２または３に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒を駆動するモータを備えた監視装置および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、合焦の自動調整を行って画像生成を行う監視装置が利用されている。この種の機器は、フォーカスレンズのレンズ位置の算出と位置制御とを高精度に行って、適正な合焦を行った画像を得ていた。しかしながら、外気温度の変動によってレンズに変形が生じると、適正な合焦を行った画像を得ることが困難になる場合があった。そこで近年、レンズの変形を補正する技術が利用されるようになっている（特許文献１参照）。特許文献1の技術は、撮像素子の近傍に設けた温度センサで測定した温度に応じてレンズの変形量を推定し、適正な合焦を行った画像が得られる位置にレンズ位置を調整するものであった。
【０００３】
また、この種の装置では、消費電力の抑制が一般的な課題となる。そこで、通常モードと省電力モードとを切り替えて動作を行う技術が利用されるようになっている（特許文献２参照）。特許文献２の技術は、電池寿命の末期に電池温度が所定値より低ければ、通常モードから省電力モードへの切換を行い、モータの駆動電圧を抑制して消費電力を抑制するものであった。
【特許文献１】特開２００５−７７４３５号公報
【特許文献２】特開２００３−１２７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置では、低温時にフォーカスレンズやズームレンズを収容した鏡筒の駆動に大きなトルクが必要となる。したがって従来は、鏡筒駆動用のモータが低温時に必要とするトルクを実現するために、鏡筒駆動用のモータに常に高い駆動電圧を供給する必要があり、省電力化は困難であった。
【０００５】
また、特許文献２の装置では、電池寿命の末期に電池温度が低いときにモータの駆動電圧を抑制するので、低温時のモータのトルクが低いものになる。駆動電圧を大きく下げてしまうと鏡筒駆動用のモータに十分なトルクを与えることができず省電力化には限界があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、上記問題に鑑み、モータが低温であっても十分なトルクが得られ、モータの駆動電圧を大きく下げて省電力化できる監視装置および撮像装置の提供を図る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、温度センサで検知した温度に基づいて、被写体像を撮像素子に結像させるレンズの位置を制御するレンズ制御手段と、前記レンズを収容した鏡筒の繰り出し、収納を行うモータを制御するモータ制御手段と、前記モータ制御手段へ供給する駆動電圧を、前記検知手段が検知した温度が所定の温度より低い場合と、前記検知手段が検知した温度が所定の温度より高い場合とで異ならせる電圧制御手段と、を備える。
【０００８】
この構成では、レンズの変形補正用の温度センサを用いて温度検出を行い、この温度センサを用いて、低温時と高温時の駆動電圧を異ならせる。従って温度センサを複数設ける必要が無く、さらに、大きなトルクが必要な場合に駆動電圧を確保しながら、その他の場合に駆動電圧を低くして省電力化が図れる。
【０００９】
（２）本発明の前記電圧制御手段は、前記温度センサが検知した温度が所定の温度より低い場合の前記駆動電圧を、前記温度センサが検知した温度が所定の温度より高い場合の前記駆動電圧よりも高くした。
【００１０】
この構成では、低温時に大きな駆動電圧を確保して大きなトルクを確保しながら、高温時に消費電力を抑制できる。
【００１１】
（３）本発明は、前記温度センサを前記撮像素子の近傍に配したものである。
【００１２】
この構成では、高精度にレンズの変形補正ができ、大きなトルクが確実に確保できる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、消費電力を低減することができ、その場合であっても、常に十分なモータのトルクを確保できる。さらに、レンズの変形補正用の温度センサを用いて、モータのトルク管理を行うので、余分な温度センサを設ける必要がなく、簡易な構成で上記効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態に係る監視装置について説明する。本実施形態での監視装置は、野外等での撮像を行う撮像装置であり、蓄電池を電源とするものである。図１に監視装置１の構成を示す。
【００１５】
この監視装置１は、モータ駆動式の撮像レンズユニット２と、監視装置１全体を制御するとともに撮像レンズユニット２のモータ駆動量を算定する制御部３と、撮像素子４の光電変換により取得した電気信号をＡ／Ｄ変換して映像信号を生成する信号処理回路５と、撮像素子４の脇に配置されたサーミスタから構成された温度センサ６と、撮像レンズユニット２のモータを制御するモータドライバ７と、モータドライバ７に供給する駆動電圧を出力する駆動電圧制御回路８と、駆動電圧制御回路８に駆動電圧を供給する蓄電池９と、を備える。なお、蓄電池９は監視装置１の電源部に接続される外部装置であってもよい。
【００１６】
撮像レンズユニット２は、鏡筒（不図示）に収められた凸レンズ（不図示）と、ズームレンズ１２と、フォーカスレンズ１３と、シャッタ１４と、ズームレンズ１２の光軸方向の位置を調整するためのズームモータ２２と、フォーカスレンズ１３移動させる光軸方向の位置を調整するためのフォーカスモータ２３と、シャッタ１４の絞り量を調整するためのシャッタモータ２４とを備えている。凸レンズ（不図示）と、ズームレンズ１２と、フォーカスレンズ１３とを含むレンズ群により、監視装置１の光学系を構成している。シャッタ１４は、光学系を介して入射する被写体像の露光量を調整する。ズームモータ２２の駆動によりズームレンズ１２のレンズ位置が調整され、撮像素子４での被写体像が変倍される。フォーカスモータ２３の駆動によりフォーカスレンズ１３のレンズ位置が調整され、撮像素子４での被写体像が合焦される。シャッタモータ２４の駆動により、シャッタ１４の絞り量が調整され、撮像素子４での被写体像の露光量が決定される。
【００１７】
監視装置１の電源がオンすると、制御部３は、被写体までの距離を図示しない測距センサにより検出し、ズームレンズ１２とフォーカスレンズ１３の位置を算定し、シャッタ１４の絞り量を算定する。この際、温度センサ６で温度検出を行い、その温度からフォーカスレンズ１３の温度変形を推定する。そしてレンズの変形を補正するようにフォーカスレンズ１３の位置を算定する。
【００１８】
そして制御部３は、ズームレンズ１２の位置と、フォーカスレンズ１３の位置と、シャッタ１４の絞り量とが算定したものになるように、ズームモータ２２とフォーカスモータ２３とシャッタモータ２４とを駆動する制御信号を出力する。
【００１９】
さらに、制御部３は、図3の判定フローに示すように温度センサ６により検出した温度が所定値（ここでは仮に１０℃とする。）より低ければ、駆動電圧制御回路８にＨレベルのパルス信号を出力し、１０℃よりも高ければ、駆動電圧制御回路８にＬレベルのパルス信号を出力する。
【００２０】
駆動電圧制御回路８は、蓄電池９の起電力に基づいてモータドライバ７に直流の駆動電圧を供給するものである。この駆動電圧制御回路８は、制御部３から入力されるパルス信号に基づいてモータドライバ７に供給する駆動電圧の値を切り替える。
【００２１】
従来構成での駆動電圧制御回路は、駆動電圧を５Ｖとして動作するが、本実施形態では高温時の駆動電圧を４Ｖとして動作する。本実施形態での駆動電圧制御回路８では、パルス信号がＨレベルのときに、即ち温度センサ６の検出温度が１０℃より低ければ、駆動電圧を５Ｖに引き上げ、パルス信号がＬレベルのときに、即ち温度センサ６の検出温度が１０℃より高ければ、駆動電圧を４Ｖのままにしておく。
【００２２】
ここで、駆動電圧制御回路８の回路構成例を図２に示す。
【００２３】
駆動電圧制御回路８は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１と分圧回路３０とスイッチ素子３２から構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３１は蓄電池９とモータドライバ７との間に接続されている。分圧回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３１の出力する駆動電圧を分圧するものである。分圧回路３０は駆動電圧側の第1の負荷３３に接地側の第2の負荷３４と第3の負荷３５とを並列に接続し、それらの接続点から分圧した駆動電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３１にフィードバックする構成になっている。また、第3の負荷３５の接地側にはスイッチ素子３２を設けていて、スイッチ素子３２は制御部３から入力されるパルス信号がＨレベルのときに通電し、パルス信号がＬレベルのときに遮断されるものである。
【００２４】
この駆動電圧制御回路８では、制御部３から入力されるパルス信号がＨレベルのとき、分圧回路３０が第2の負荷３４と第3の負荷３５の合成抵抗と第1の負荷３３の抵抗との比に従った電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３１に出力する。このときＤＣ／ＤＣコンバータ３１は蓄電池９の出力電圧を４Ｖに変換してモータドライバ７に出力する。
【００２５】
一方、制御部３から入力されるパルス信号がＬレベルのとき、分圧回路３０が、第2の負荷３４の抵抗と第1の負荷３３の抵抗との比に従った電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ３１に出力する。このときＤＣ／ＤＣコンバータ３１は蓄電池９の出力電圧を５Ｖに変換してモータドライバ７に出力する。
【００２６】
このような構成の駆動電圧制御回路８により、モータドライバ７に供給される電圧が、４Ｖまたは５Ｖで安定したものになる。
【００２７】
モータドライバ７は、ズームモータ２２とフォーカスモータ２３とシャッタモータ２４とを駆動するために駆動電圧制御回路８から供給される駆動電圧をパルス幅変調して各モータに出力する。具体的には，制御部３から入力される制御信号に基づいた駆動量になるように各モータに出力する電圧パルスのオンデューティを調整して出力する。
【００２８】
このようにして撮像レンズユニット２の各モータは駆動電圧を供給され、ズームレンズ１２は制御部３で決定したレンズ位置に移動し、フォーカスレンズ１３は制御部３で決定したレンズ位置に移動し、シャッタ１４は制御部３で決定した絞り量に設定される。そして、撮像レンズユニット２を介して入射した被写体像が撮像素子４に結像する。撮像素子４の電荷蓄積時間は制御部３により決定されていて、撮像素子４の蓄積電荷は信号処理回路５に出力される。信号処理回路５は、撮像素子４から入力される電気信号に基づいて映像信号を生成する。これにより、この監視装置１は、適正な合焦で被写体像の撮像を行う。
【００２９】
この監視装置１は、この後も温度センサ６で検出した温度が変化するたびに、フォーカスレンズ１３の変形を補正するために、レンズ位置の補正を行う。そのため制御部３は補正値の算定を行い、モータドライバ７へ制御信号を出力する。また、温度センサ６は、温度１０℃を閾値として、駆動電圧制御回路８に出力するパルス信号のレベルを変化させて駆動電圧を変化させる。これにより、この監視装置１では、各モータのトルクが低下する温度（１０℃以下）になればモータ駆動用の駆動電圧を４Ｖから５Ｖに引き上げる。このように駆動電圧を制御することにより、低温時であっても十分な大きさのトルクを得ることができ、常に適正な合焦で被写体像を得ることができる。
【００３０】
本実施形態で用いたモータ２２，２３，２４は、低温時に５Ｖで駆動させることで通常動作に十分なトルクを発生し、高温時には駆動電圧を４Ｖとしても通常動作に十分なトルクを発生することができるものである。したがって、このようなモータ２２，２３，２４を用いることにより高温時の消費電力を極めて小さいものにできる。また、モータの起動直後が低温であってもモータの発熱により温度は高温側に移行するので、駆動電圧も４Ｖに移行する。したがって、その後は省電力を維持できるので蓄電池９を極めて高寿命化できる。なお、発明者はシミュレーションを行い、動作状態によっては本実施形態の構成により、従来よりも最大６４％の省電力化が可能になる事を確認している。
【００３１】
なお、本実施形態では、監視装置を用いる例を示したが、本発明はレンズの温度変形を補正するものであれば、どのような撮像装置にも適用でき監視装置に限られない。例えば、ビデオカメラ端末、カメラ付携帯、カメラ端末など多様な装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態に係る監視装置のブロック構成図である。
【図２】実施形態に係る駆動電圧制御回路の回路図である。
【図３】実施形態に係る制御部の判定フローである。
【符号の説明】
【００３３】
１−監視装置
２−撮像レンズユニット
３−制御部
４−撮像素子
５−信号処理回路
６−温度センサ
７−モータドライバ
８−駆動電圧制御回路
９−蓄電池
１２−ズームレンズ
１３−フォーカスレンズ
１４−シャッタ
２２−ズームモータ
２３−フォーカスモータ
２４−シャッタモータ
３０−分圧回路
３１−ＤＣ／ＤＣコンバータ
３２−スイッチ素子
３３，３４，３５−負荷
【図１】
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【図２】
2008103965.tif 000004
【図３】
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