【手続補正書】
【提出日】平成20年5月26日(2008.5.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面上に結像する光信号を電気信号に変換する撮像素子と、
ズームレンズとフォーカスレンズを備え被写体像の光を前記撮像素子に導くためのレンズシステムと、
前記ズームレンズを駆動し撮像画角を変更する撮像画角変更手段と、
前記撮像素子から得られる映像信号から鮮鋭度に応じたフォーカス評価信号を抽出するフォーカス評価信号抽出手段と、
前記フォーカス評価信号抽出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズを駆動して合焦状態を得る合焦手段と、
を具備する撮像装置において、
被写体距離に応じた前記ズームレンズ位置と前記フォーカスレンズの焦点位置との相関情報を複数の光源のそれぞれに対応して備え該相関情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記複数の光源に対応する複数の相関情報から所定の演算により演算した相関情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ズームレンズと前記フォーカスレンズの位置情報を用いて被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段を備え、該被写体距離検出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズの駆動に用いる前記軌跡情報を選択または演算することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像装置は、前記レンズシステムおよび撮像素子からなる撮像部の撮像方向を変更し得る撮像方向変更手段を備え、前記制御手段は、前記撮像方向変更手段の出力と前記撮像画角変更手段の出力とに応じて前記フォーカスレンズの駆動に用いる前記軌跡情報を選択または演算することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
制御手段は、前記光源を検出または識別する光源検出手段を備え、該光源検出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズの駆動に用いる前記軌跡情報を選択または演算することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子への撮像光路中に着脱自在に配置され該光信号中の赤外光を遮断する赤外カットフィルタを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の撮像装置。 
【請求項７】
前記赤外カットフィルタの非挿入時に該赤外カットフィルタに代えて前記撮像光路中に挿入され、ズーム全域で該赤外カットフィルタの挿入時よりもフォーカス位置を至近側に設定するダミーガラスを備えることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記赤外カットフィルタの挿抜による光量の変化またはホワイトバランスの変化に基づき前記光源を検出または識別する光源検出手段を備え、該光源検出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズの駆動に用いる前記軌跡情報を選択または演算することを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、赤外光の相関情報と通常光の相関情報を備え、これらの情報の補間演算により前記フォーカスレンズの駆動に用いる前記軌跡情報を選択または演算することを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記フォーカスレンズ駆動の制御を、前記ズームレンズがズーム動作を行っているときに行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図１１は、一般的なカメラシステムの主要構成を示すブロック図である。同図において、１０１は固定の前玉レンズ（第１群レンズ）、１０２はステッピングモータ１１７により駆動されてズーム動作を行うズームレンズ（第２群レンズ）、１０３はアイリス（絞り）、１０４は固定の第３群レンズ、１０５はステッピングモータ１１９により駆動されて焦点調節を行うフォーカスレンズである。１５０は温度センサである（図１参照）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
１０６はＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子、１０７は自動利得制御回路（ＣＤＳ／ＡＧＣ）、１０８はＡ／Ｄ変換器、１０９は信号処理回路、１１０はＤ／Ａ変換器、１１１はメモリ、１１２は撮像レンズ系で得られた光像中の不要な赤外成分の除去を行う赤外カットフィルタ、１１３はマイクロコンピュータ（制御手段）、１１４は図２に示すようなパンニング、チルティング動作を各々任意角度に行い得る電動旋回雲台、１１５はＡＥ／ＡＷＢ（露出）の評価値を検出する処理回路、１１６はＡＦ（オートフォーカス）の評価値を検出する処理回路、１２０は同期信号発生回路（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ＡＦ評価値検出処理回路１１６は映像信号中から、撮像面内に設定された所定の測距枠内に相当する映像信号をゲートするゲート回路および合焦検出を行うために必要な鮮鋭度を示す評価値としての高周波成分を抽出するためのＢＰＦ（バンドパスフィルタ）等により構成されている。また、ＡＦ評価値検出処理回路１１６で検出された鮮鋭度（フォーカス評価）信号は、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢ等のシステム全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ１１３へと供給される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明では、撮像面上に結像する光信号を電気信号に変換する撮像素子と、ズームレンズとフォーカスレンズを備え被写体像の光を前記撮像素子に導くためのレンズシステムと、前記ズームレンズを駆動し撮像画角を変更する撮像画角変更手段と、前記撮像素子から得られる映像信号から鮮鋭度に応じたフォーカス評価信号を抽出するフォーカス評価信号抽出手段と、前記フォーカス評価信号抽出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズを駆動して合焦状態を得る合焦手段と、を具備する撮像装置において、被写体距離に応じた前記ズームレンズ位置と前記フォーカスレンズの焦点位置との相関情報を複数の光源のそれぞれに対応して備え該相関情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御する制御手段を備えることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明によれば、複数光源それぞれの軌跡情報（ズームレンズ位置とフォーカスレンズの焦点位置との相関情報）を備え、投射光源もしくは照明の種類、赤外カットフィルタの挿抜による撮像用に選択された波長光など、光源の状態に応じて軌跡情報を選択し、あるいは複数の軌跡情報を所定の方法で演算する。この選択され又は演算された軌跡情報に基づいてフォーカスレンズを制御することにより、特にズーム操作した際、適切な合焦が可能になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
［実施態様４］  撮像面上に結像する光信号を電気信号に変換する撮像素子と、ズームレンズとフォーカスレンズを有し被写体像の光を前記撮像素子に導くためのレンズシステムと、前記撮像素子への撮像光路中に着脱自在に配置され該光信号中の赤外光を遮断する赤外カットフィルタと、前記ズームレンズを駆動し撮像画角の変更を行う撮像画角変更手段と、前記撮像素子から得られる映像信号から鮮鋭度に応じたフォーカス評価信号を抽出するフォーカス評価信号抽出手段と、前記フォーカス評価信号抽出手段の出力に応じて前記フォーカスレンズの駆動を行って合焦状態を得る合焦手段と、複数の光源に対応する被写体距離に応じた前記ズームレンズと前記フォーカスレンズとの焦点位置の相関情報（軌跡情報）を有し、一つの軌跡情報に他の軌跡情報を付加したことを特徴とする撮像装置。
［実施態様５］  赤外光の軌跡情報に通常光無限遠軌跡情報を付加したことを特徴とする実施態様４記載の撮像装置。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
撮像装置においては、照明（特に赤外照明）に応じて、色収差によっても被写体距離に対するズームレンズ変倍時のフォーカスレンズ合焦位置関係は異なってくる。特にテレ端（望遠端）近傍での通常光（５５０ｎｍ）と赤外光（８８０ｎｍ）との色収差の差異が大なことから、従来のバックフォーカスの補正のみではズーム操作時に適正な軌道補正ができず、大きくピントがずれることがあった。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態の特徴とするところは、
１．赤外カットフィルタの挿抜に連動して、通常光、赤外光、各々の軌跡を切り替える場合、赤外光の無限遠を超えた領域での合焦を検出した場合、その領域では通常光の軌跡を使用する。
２．合焦距離に応じて軌跡を切り替える。また、切り替えポイントを変更可能とする。
３．赤外カットフィルタの挿抜による光量の変化又はホワイトバランスの変化に基づいて光源を検出し又は識別する光源検出手段を備えることによって照明を特定し、通常光と赤外光照明用カム軌跡から検出光源に最適となるように補間演算を行う。
４．赤外カットフィルタとダミーガラスとのバックフォーカス関係を、ダミーガラスの場合に赤外カットフィルタの場合より、例えばズーム全域で至近側となるように設定する。 
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
上記の構成によれば、
１．赤外カットフィルタの挿抜に連動して通常光あるいは赤外光の軌跡を切り替える場合、赤外光の無限遠を超えた領域での合焦を検出した場合、その領域では通常光の軌跡を使用することにより、色収差による差異の激しいテレ端付近で、赤外光無限遠と通常光無限の間の合焦位置ではその割合に応じて、無限遠の被写体では通常光の軌跡が使用されることとなり、赤外光の到達しない領域では通常光を使用することとなり、赤外光の到達しない範囲では通常光軌跡を使用することができ、ズーム動作中に適切なピントとなるように制御できることとなる。
２．合焦距離に応じて軌跡を切り替え、また、切り替えポイントを変更可能とすることで、様々な状況に対応可能となる。
３．赤外カットフィルタの挿抜による光量の変化、ホワイトバランスの変化から照明を特定し、通常光と赤外光照明用カム軌跡から検出光源に最適となる補間演算を行うことで、ズーム動作中に適切なピントとなるように制御できることとなる。
４．赤外カットフィルタとダミーガラスとのバックフォーカス関係を、ダミーガラスの場合に赤外カットフィルタの場合より至近側となるように設定することで、演算を簡素化できる。
等の効果がある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以下、本発明の実施例について、添付図を参照して詳細に説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の第１の実施例に係るカメラシステムの主要構成を示すブロック図である。先ず、レンズシステムについては、同図において、１０１は第１群レンズを構成する固定の前玉レンズであり、１０２は第２群レンズを構成するズームレンズでステッピングモータ１１７を介してズーム動作（撮像画角の変更）を行う。１０３はアイリス（絞り）、１０４は固定の第３群レンズである。１０５はフォーカスレンズで、ステッピングモータ１１９を介して焦点調節（合焦）を行う。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
１０６はＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、撮像面上に結像する光信号を電気信号に変換する。１２０は同期信号発生回路（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、１０７は自動利得制御回路（ＣＤＳ／ＡＧＣ）、１０８はＡ／Ｄ変換回路、１０９は信号処理回路、１１０はＤ／Ａ変換回路、１１１はメモリ、１１２は撮像レンズ系で得られた光像中の不要な赤外成分の除去を行う赤外カットフィルタ、１１３は制御手段であるマイクロコンピュータ、１１４は図２に示すような各々任意角度にパンニング、チルティング動作を行い得る電動旋回雲台、１１５はＡＥ／ＡＷＢの評価値を検出する処理回路、１１６はＡＦの評価値を検出する処理回路である。メモリ１１１には、マイクロコンピュータ１１３の制御プログラムおよび後述する軌跡情報（複数の光源に対応する被写体距離に応じたズームレンズ１０１の位置とフォーカスレンズ１０５の合焦位置との相関情報）が格納されている。制御手段であるマイクロコンピュータは、後述するように（段落００２２）、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢ等のシステム全体を統括的に制御する。よって、該制御手段であるマイクロコンピュータは、少なくともフォーカスレンズの駆動を制御し、又、該フォーカスレンズの駆動制御は、段落００２６〜００３３に記載されているように前記軌跡情報に基づいて行われる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
フォーカス評価信号抽出手段であるＡＦ評価値検出処理回路１１６は映像信号中から、撮像面内に設定された所定の測距枠内に相当する映像信号をゲートする（通す）ゲート回路および合焦検出を行うために必要な鮮鋭度を示す評価値としての高周波成分、即ち、鮮鋭度に応じたフォーカス評価信号を抽出するためのＢＰＦ等から構成されている。また、ＡＦ評価値検出処理回路１１６で検出（抽出）された鮮鋭度（フォーカス評価）信号は、ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢ等のシステム全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ１１３へと供給される。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、赤外カットフィルタを外した場合、バックフォーカスが長くなることでレンズの全長にも影響が及ぶ場合があり、赤外カットフィルタを外した場合のダミーガラスの挿入にはレンズ全長の短縮化といった利点もある。
また、演算を簡略化するために、軌跡が交差することのないように赤外カットフィルタに対するダミーガラスでのバックフォーカス位置を考慮した配置とすることも考えられる。すなわち、赤外カットフィルタとダミーガラスとのバックフォーカス関係を、ダミーガラスの場合に赤外カットフィルタの場合より至近側となるように設定することで、演算を簡素化できる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
そこで、Ｃの合焦時には通常光無限遠軌跡を使用し、Ｈの範囲で示す、例えばＢの合焦時には通常光無限遠軌跡（ａ）と赤外光無限遠軌跡（ｂ）で補間（演算）を行いながらズーム操作時のフォーカスレンズ移動を行うことでズーム動作中に適切なピントとなるように制御できる。すなわち、複数の光源（赤外光と通常光）に対応する複数の相関情報（軌跡情報）から所定の演算により演算した相関情報に基づいてフォーカスレンズの駆動を制御する。ここで「所定の演算により演算した相関情報」とは、Ｃの合焦時には段落００３０で述べたズレを修正するために通常光無限遠軌跡（ａ）を使用すべきであることから、本来の赤外光無限遠軌跡（ｂ）ではない通常光無限遠軌跡（ａ）を指し、Ｂの合焦時には通常光無限遠軌跡（ａ）と赤外光無限遠軌跡（ｂ）で補間を行った軌跡情報を指す。無論、これらは赤外カットフィルタの挿抜のみの場合にも適用可能である。
図７は、赤外カットフィルタを外した場合の赤外光軌跡群に赤外カットフィルタ除去時の通常光無限遠方軌跡を追加したものである。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、別の手法として、被写体距離に対応させて、赤外照明の到達可能な至近距離では赤外光軌跡群を使用し、到達範囲外となる距離では通常光軌跡群を使用するように構成し、モードに応じて切り替える手段も考えられる。すなわち、被写体距離に応じてフォーカスレンズの駆動に用いる軌跡情報を選択する（モードに応じて切り替える）構成も可能である。また、段落００３１で述べたものと同じ補間によって求めた軌跡情報を用いる(演算する)こともできる。ここで、被写体距離はズームレンズとフォーカスレンズの位置情報を用いて検出することが可能であり、本実施例のカメラシステムは被写体距離検出手段を備えている。これらは、固定倍率・固定焦点カメラであれば、被写体距離はほぼ一定で被写界深度も深いことから光源の違いによる影響は小さなものであるが、電動旋回雲台を有し、高倍率で様々な被写体距離を撮影可能としているカメラにおいては非常に有効な機能である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
［第３の実施例］
本実施例のハードウエア構成は、図１と同じである。メモリ１１１に格納される制御プログラムは図１０に示すとおりである。
すなわち、図１０は、撮像部の撮像方向を変更する機能であるパン・チルトの動作角、ズーム倍率に応じて、赤外光・通常光のどちらの軌跡であるかを選択できる機能を追加したカメラの関連部分の主要動作を示すフローチャートである。選択だけでなく段落００３１の補間演算によって求めた軌跡を使用することも可能である。プリセット時に、ユーザ側で赤外照明が行われているエリアが指定されており、そのエリアの撮影時には赤外光軌跡を使用し、そのエリア外の撮影時には通常光軌跡を使用する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
上述の実施例によれば、
１．赤外カットフィルタの挿抜に連動して通常光あるいは赤外光の軌跡を切り替える場合、赤外光の無限遠を超えた領域での合焦を検出した場合、その領域では通常光の軌跡を使用することにより、色収差による差異の激しいテレ端付近で、赤外光無限遠と通常光無限の間の合焦位置ではその割合に応じて、無限遠の被写体では通常光の軌跡が使用されることとなり、赤外光の到達しない領域では通常光を使用することとなり、赤外光の到達しない範囲では通常光軌跡を使用することができ、ズーム動作中に適切なピントとなるように制御できることとなる。
２．合焦距離に応じて軌跡を切り替え、また、切り替えポイントを変更可能とすることで、様々な状況に対応可能となる。
３．赤外カットフィルタの挿抜による光量の変化、ホワイトバランスの変化から照明を特定し、通常光と赤外光照明用カム軌跡から検出光源に最適となる補間演算を行うことで、ズーム動作中に適切なピントとなるように制御できることとなる。
４．赤外カットフィルタとダミーガラスとのバックフォーカス関係を、ダミーガラスの場合に赤外カットフィルタの場合より至近側となるように設定することで、演算を簡素化できる。
等の効果がある。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
１０１：前玉レンズ（第１群レンズ）
１０２：ズームレンズ（第２群レンズ）
１０３：アイリス（絞り）
１０４：第３群レンズ
１０５：フォーカスレンズ
１０６：撮像素子
１０７：自動利得制御回路（ＣＤＳ／ＡＧＣ）
１０８：Ａ／Ｄ変換回路
１０９：信号処理回路
１１０：Ｄ／Ａ変換回路
１１１：メモリ
１１２：赤外カットフィルタ
１１３：マイクロコンピュータ（制御手段）
１１４：電動旋回雲台
１１５：ＡＥ／ＡＷＢの評価値を検出する処理回路
１１６：ＡＦの評価値を検出する処理回路
１１７：ステッピングモータ
１１９：ステッピングモータ
１２０：同期信号発生回路（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）
１２１：モータ
１３０：ダミーガラス板
１５０：温度センサ