JP5087229B2 - 閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置 - Google Patents

Description

本発明は，閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置に関する。

閉回路テレビ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ；以下，「ＣＣＴＶ」という）は，テレビ放送のように不特定多数の者を対象とした映像信号を送信するものではなく，所定の閉じられた範囲（すなわち閉回路上）で，視聴許可された者が選択的に受信できるように映像信号を送信するものである。ＣＣＴＶを用いたシステムとしては，コンビニエンスストアや街頭，駐車場などに設置されるカメラを用いた防犯システムや，工場のラインの監視システムなどが挙げられる。特に，ＣＣＴＶシステムで用いられる防犯カメラや監視カメラは，ＣＣＴＶカメラと呼ばれる。

ＣＣＴＶカメラは，施設内だけでなく，街頭，駐車場などの屋外にも設置され，昼夜を問わず対象を撮像するため，撮像環境の明度に応じて，レンズの絞りを調整する必要がある。ＣＣＴＶカメラが撮像する映像を見る者（以下，「監視者」という。）が，環境の変化に応じてレンズの絞りを調整する手間を省くために，現在設置されているＣＣＴＶカメラの多くは，撮像環境の明度に基づいて，自動的にレンズ絞り調整を行う機能を有している。

ＣＣＴＶカメラのレンズ絞り調整が，自動的に行われる一方で，監視者が手動でレンズ絞り調整を行いたいという要求もある。そのため，レンズ調整の自動調整と手動調整とを切り替えることが可能なＣＣＴＶカメラのレンズ絞り調整装置が要求されている。レンズ調整の自動調整と手動調整とを切り替えることが可能なＣＣＴＶカメラのレンズ絞り調整装置としては，例えば下記に示す特許文献１や特許文献２のようなものが挙げられる。

特公平５−第８６７０７号公報 特公平６−第４２７２０号公報

ＣＣＴＶカメラのレンズ絞りは，絞り羽根と呼ばれる金属などの板を複数枚組み合わせて略円形の孔を形成し，複数枚の絞り羽根を動かすことにより，孔の径を変えて実現される。一般的に，絞り羽根の枚数が多いほど孔が円形に近づき，レンズ絞りの精度，すなわち，撮像環境に応じてＣＣＴＶカメラに入力される光量の精度は上がる。

しかしながら，レンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能な従来のＣＣＴＶカメラに係るレンズ絞り調整装置（以下，「従来装置」という。）は，絞り羽根を動かすモータとして，ガルバノメータを用いているため，２〜３枚程度の絞り羽根しか同時に動かすことができない。そのため，従来装置では，現在の社会が要求するレベルのレンズ絞りの精度を得られない。

また，従来装置では，絞り羽根を動かすにあたり，絞り位置検出素子を利用した絞り位置，および／または，タコジェネレータを利用した絞り速度に係るフィードバック制御が必要であり，位置帰還の回路と速度帰還の回路とが別途必要となる。

さらに，従来装置は，レンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能とするために，複数のスイッチを具備する必要があり，また，それらを制御しなければならない。

そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，レンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能であり，かつ開ループ制御でモータが制御される，簡易な構成のＣＣＴＶカメラのレンズ絞り調整装置を提供することにある。

上記目的を達成するために，本発明のある観点によれば，レンズ絞り機構の自動調整と手動調整の切り替えが可能な閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置であって，レンズ絞り機構の絞り羽根を駆動するギアードモータと，自動調整用の第１駆動信号または手動調整用の第２駆動信号に応じて，前記ギアードモータを駆動させる駆動回路と，撮像環境の明度情報を取得する明度情報取得装置により取得された明度情報信号と目標明度に相当する第１基準信号とを比較して，前記明度情報信号と前記第１基準信号との差分が相殺されるように前記レンズ絞り羽根を駆動させる，前記ギアードモータの駆動量を決定する自動調整用の第１駆動信号を出力する比較回路と，操作者から入力された手動調整信号と，前記手動調整用の第２の駆動信号の限界値を規定する第２基準信号とが入力され，前記手動調整用の第２駆動信号を出力する差動アンプと，前記自動調整用の第１駆動信号または前記手動調整用の第２駆動信号のいずれかを前記駆動回路に接続して前記ギアードモータを駆動する選択回路とを備えた閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置が提供される。

かかる構成によれば，本発明に係るレンズ絞り調整装置は，レンズ絞り機構の絞り羽根をギアードモータで駆動させることにより，絞り羽根で作られる絞り径を変化させ，レンズ調整が実現される。撮像環境の明度情報を取得する明度情報取得装置により取得された明度情報信号と目標明度に相当する第１基準信号とが入力される比較回路は，明度情報信号と第１基準信号とを比較することにより，第１基準信号よりも明度情報信号が大きい場合は，その差分が相殺される分絞り径を小さくするようなギアードモータの駆動量を決定する自動調整用の第１駆動信号を出力し，また，第１基準信号よりも明度情報信号が小さい場合は，その差分が相殺される分絞り径を大きくするようなギアードモータの駆動量を決定する自動調整用の第１駆動信号を出力する。操作者から入力された手動調整信号と，ギアードモータの駆動量の限界値を規定する第２基準信号とが入力される差動アンプは，手動調整信号と手動調整信号に応じた第２基準信号とを差動増幅することにより，ギアードモータの駆動量の限界値を超えない範囲の，すなわち自動調整用の第１駆動信号と信号のレベルを合わせた手動調整用の第２駆動信号を出力する。選択回路が，自動調整用の第１駆動信号または手動調整用の第２駆動信号のいずれかを駆動回路に接続することにより，第１駆動信号で駆動回路が動作した場合は，レンズ絞り機構の自動調整が行われ，また，第２駆動信号で駆動回路が動作した場合は，レンズ絞り機構の手動調整が行われるなど，レンズ絞り機構の自動調整と手動調整の切り替えが可能となる。

以上説明したように，本発明によれば，従来装置に用いられているガルバノメータを用いたモータよりも出力が大きく，多数枚の絞り羽根を同時に動かすことが可能なギアードモータを開ループ制御で制御し，一つの選択回路と一つの差動アンプとを具備することによって，従来装置以上の絞りの精度を有する簡易な構成の自動調整と手動調整とを切り替え可能なＣＣＴＶカメラのレンズ絞り調整装置が提供される。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，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。

図２は，本発明の実施形態に係るＣＣＴＶカメラ１０が備える機構を示す部分断面図である。

ＣＣＴＶカメラ１０は，ＣＣＴＶカメラ枠体１１内に，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂと，マスタ系レンズアセンブリ１２ｂを支持する支持部１３と，マスタ系レンズアセンブリ１２ｂに併設され，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂに入力される光量を制御するレンズ絞り機構１４と，レンズ絞り機構１４を支持する支持部１５と，ズーム系レンズアセンブリ１６ａ，１６ｂと，フォーカス系レンズアセンブリ１８と，ズーム系レンズアセンブリ１６ａ，１６ｂとフォーカス系レンズアセンブリ１８とを支持する支持部１７と，これらのレンズアセンブリをそれぞれ駆動させるＣＣＴＶカメラ駆動部２０（図５参照）とを備える。また，レンズ絞り機構１４は，絞り枠体２８内に，絞り羽根２２と，保持環２４と，菊座２６と，軸ピン３０と，軸受け孔３２と，ガイド孔３６と，ダボピン３４と，弾性部材３８とを備える。レンズ絞り機構１４の構成については，後述する。

上記の通り，ＣＣＴＶカメラ１０は，ズーム機能やフォーカス機能，絞り機能など様々な機能を有するが，本発明の実施形態に係るレンズ絞り調整装置は，絞り機能と密接に関連するため，以下，絞り機能に係るレンズ絞り機構１４と，レンズ絞り機構１４の駆動に係るＣＣＴＶカメラ駆動部２０について説明を行う。

図３は，図２のＣＣＴＶテレビカメラ１０が含むレンズ絞り機構１４の要部断面図であり，図４は，本発明の実施形態に係るＣＣＴＶテレビカメラのレンズ絞り機構１４を示す説明図である。

図４に示すように，レンズ絞り機構１４は，絞り枠体２８内に６枚の絞り羽根２２を具備する。また，図３に示すように，レンズ絞り機構１４において，絞り羽根２２それぞれは，保持環２４と菊座２６との間に設置され，保持環２４を貫通する軸受け孔３２に挿入される軸ピン３０と，菊座２６上のガイド孔３６に挿入されるダボピン３４とで嵌着される。ここで，レンズ絞り機構１４は，ダボピンを押圧付勢するゴムなどの弾性部材３８を備えてもよい。

絞り羽根２２それぞれは，絞り枠体２８に併設されるギアードモータＧＭの駆動量に相当する動力を，レンズ絞り機構１４が含む動力伝達手段４２を介して伝達され，ガイド孔３６に沿って動く。本発明の実施形態に係るＣＣＴＶテレビカメラのレンズ絞り機構１４は，６枚の絞り羽根２２が作り出す絞り径４０の大きさを，６枚の絞り羽根２２の動作に従って変化させることによって，絞り径４０の大きさを大きくすれば，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂに入力される光量が多くなり，また，絞り径４０の大きさを小さくすれば，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂに入力される光量が少なくなるというように，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂに入力される光量を制御することが可能となる。

なお，図４の動力伝達手段４２としては，例えば歯車の利用が挙げられるが，ギアードモータＧＭの駆動に基づいて絞り羽根２２を動かすことができれば歯車に限られず，絞り羽根２２にどのようにして動力を伝達するかは，設計者が任意に設定することができる。ここでは，レンズ絞り機構１４が備える絞り羽根２２の枚数が６枚の場合を挙げているが，係る枚数に限られず，任意の枚数を設定することができる。

以上のように，本発明の実施形態に係るＣＣＴＶカメラ１０のレンズ絞り調整は，ギアードモータＧＭの駆動を制御し，複数枚の絞り羽根２２が作り出す絞り径４０を，大きく，または小さく変化させることにより行われる。

図５は，本発明の実施形態に係る，レンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能なＣＣＴＶカメラ１０のレンズ絞り調整における信号の流れの全体像を示すブロック図である。

撮像環境に応じた光量が，レンズ絞り機構１４とレンズ系を介して，ＣＣＴＶカメラ１０内部へ導入されると，明度情報取得装置としての役割を果たす，ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いたセンサなどの撮像素子４４は，入力された光量を信号に変換する。撮像素子４４により変換された信号は，ＣＣＴＶカメラ駆動部２０が含む信号処理回路２１を経て，撮像環境に応じた明度情報信号Ｓ１となり，明度情報信号Ｓ１は，レンズ絞り調整部１００に入力される。また，撮像素子４４は，ＣＣＤやＣＭＯＳを用いたセンサに限られず，光電変換で発生した電荷を転送可能なものであれば，様々なものを撮像素子４４として適用することができる。

また，監視者が，ＣＣＴＶカメラ１０の外部に設置されるレンズ絞り手動調整装置５０が備えるレンズ絞り調整ツマミ（図示せず）を操作すると，ＣＣＴＶカメラのレンズ絞り動作を自動調整から手動調整へと切り替える切り替え信号ＳＥＬＥＣＴと，調整ツマミの動作に応じた手動調整信号Ｓ２とが，レンズ絞り調整部１００へ入力される。切り替え信号ＳＥＬＥＣＴがレンズ絞り調整部１００へ入力されることにより，レンズ絞り調整部１００は，自動調整から手動調整へと切り替わる。この時，レンズ絞り調整部１００に明度情報信号Ｓ１としてどのような信号が入力されても，明度情報信号Ｓ１に基づいたギアードモータＧＭの駆動制御は行われず，手動調整信号Ｓ２に基づいたギアードモータＧＭの駆動制御が行われる。

このように，本発明の実施形態に係るレンズ絞り調整装置では，ギアードモータＧＭの駆動制御を，手動調整信号Ｓ２に基づいて行うことを可能とすることにより，レンズ絞りの手動調整を実現することができる。なお，レンズ絞り手動調整装置５０は，ＣＣＴＶカメラ１０と別体の装置として形成されていてもよいし，ＣＣＴＶカメラ１０に含まれて形成されるとしてもよい。また，ＣＣＴＶカメラ１０のレンズ絞り動作を自動調整から手動調整へと切り替える，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴは，必ずしもレンズ絞り調整ツマミの動作と同期する必要はなく，例えば，レンズ絞り手動調整装置に手動調整切り替えスイッチを設け，手動調整切り替えスイッチを手動操作側に切り替えることによって，手動調整信号Ｓ２とは非同期に切り替え信号ＳＥＬＥＣＴをレンズ絞り調整部１００へ入力させてもよい。さらに，監視者が，レンズ絞りを調整するために操作する装置は，レンズ絞り調整ツマミに限られないことは，言うまでもない。

前述の通り，レンズ絞り調整部１００には，明度情報信号Ｓ１，および／または，手動調整信号Ｓ２，および，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴが入力される。そして，本発明の実施形態に係るレンズ絞り調整装置は，明度情報信号Ｓ１，または手動調整信号Ｓ２に基づいてギアードモータＧＭを駆動させ，レンズ絞りの自動調整，または，手動調整が実現される。

次に，明度情報信号Ｓ１，または手動調整信号Ｓ２に基づいてギアードモータＧＭを駆動させる，レンズ絞り調整部１００について説明する。

図１は，本発明の実施形態に係るレンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能なＣＣＴＶテレビカメラのレンズ絞り調整装置を示すブロック図である。

図１を参照すると，本発明の実施形態に係るレンズ絞り調整装置は，レンズ絞り調整部１００と，ギアードモータＧＭとから構成され，レンズ絞り調整部１００は，比較回路１１０と，差動アンプ１２０と，選択回路１４０と，駆動回路１３０と，を備える。

比較回路１１０には，明度情報信号Ｓ１と第１基準信号Ｖｒｅｆ１とが入力される。第１基準信号Ｖｒｅｆ１は，例えば，明度情報信号Ｓ１が第１基準信号Ｖｒｅｆ１よりも大きい場合は，レンズを絞り，また，明度情報信号Ｓ１が第１基準信号Ｖｒｅｆ１よりも小さい場合は，レンズを開くというような，レンズ調整動作を決定する基準となる信号である。ここで，レンズを絞るとは，複数枚の絞り羽根２２が作り出す絞り径４０を小さくする，すなわち，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂに入力される光量を少なくすることと同義である。また，レンズを開くとは，絞り径４０を大きくする，すなわち，マスタ系レンズアセンブリ１２ａ，１２ｂに入力される光量を多くすることと同義である。

比較回路１１０では，明度情報信号Ｓ１と第１基準信号Ｖｒｅｆ１とが比較され，明度情報信号Ｓ１と第１基準信号Ｖｒｅｆ１との差分が相殺されるようにギアードモータＧＭを駆動させる，自動調整用の第１駆動信号ＣＳ１が出力される。

また，差動アンプ１２０は，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４とオペアンプＯＰからなる差動増幅回路である。差動アンプ１２０には，手動調整信号Ｓ２と第２基準信号Ｖｒｅｆ２とが入力され，一端がグランドＧＮＤに接続される。ここで，第２基準信号Ｖｒｅｆ２は，差動アンプ１２０から出力される手動調整用の第２駆動信号ＣＳ２の出力の上限を規定する基準信号である。

差動アンプ１２０の出力は，入力される手動調整信号Ｓ２と第２基準信号Ｖｒｅｆ２と，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４の値とに基づいて決定される。駆動回路１３０は，自動調整用の第１駆動信号ＣＳ１に対応するように設計されるため，手動調整信号Ｓ２の大きさ，および／または，抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４それぞれの値の設定によっては，差動アンプ１２０から出力される第２駆動信号ＣＳ２が，駆動回路１３０を破壊するレベルの信号となることも考えられる。そのため，手動調整信号Ｓ２に応じた第２基準信号Ｖｒｅｆ２を差動アンプ１２０に入力することにより，オペアンプＯＰにより増幅されて出力される信号，すなわち，差動アンプ１２０から出力される手動調整用の第２駆動信号ＣＳ２の出力の上限を制御する。これにより，第２駆動信号ＣＳ２の上限を第１駆動信号ＣＳ１と合わせることができ，また，第２駆動信号ＣＳ２に起因する駆動回路１３０の破壊を防止することができる。

また，選択回路１４０は，スイッチで構成される。選択回路１４０は，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴが印加されない場合，駆動回路１３０と比較回路１１０とを接続し，駆動回路１３０に入力される信号を，自動調整用の第１駆動信号ＣＳ１とする。

また，選択回路１４０は，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴが印加される場合，駆動回路１３０と差動アンプ１２０とを接続し，駆動回路１３０に入力される信号を，手動調整用の第２駆動信号ＣＳ２とする。

このように，選択回路１４０は，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴに応じて，第１駆動信号ＣＳ１，または第２駆動信号ＣＳ２のいずれかを駆動回路１３０に接続するが，選択回路１４０における切り替えは，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴの印加の有無に基づくことに限られず，例えば，切り替え信号ＳＥＬＥＣＴがアナログ信号の場合，そのアナログ信号の大きさに応じて切り替えてもよい。

また，駆動回路１３０には，選択回路１４０から出力される信号，すなわち，第１駆動信号ＣＳ１，または第２駆動信号ＣＳ２が入力され，駆動回路１３０は，選択回路１４０から出力される信号に基づいて，ギアードモータＧＭを駆動する。ここで，駆動回路１３０では，ギアードモータＧＭの位置，および／または，速度に関するフィードバック制御が行われず，駆動回路１３０は，開ループ制御でギアードモータＧＭを駆動する。

以上のように，本発明の実施形態に係るレンズ絞り調整装置は，自動調整用の第１駆動信号ＣＳ１，または，手動調整用の第２駆動信号ＣＳ２のいずれかに基づいて，ギアードモータＧＭを開ループ制御で制御し，複数枚の絞り羽根２２を同時に動かす。そして，絞り羽根２２が作り出す絞り径４０の大きさを変化させることにより，レンズ絞り調整を行う。

また，レンズ絞り調整装置が含むレンズ絞り調整部１００が，一つの選択回路１４０と一つの差動アンプ１２０とを具備し，自動調整用の第１駆動信号ＣＳ１と手動調整用の第２駆動信号ＣＳ２とのいずれかを可能化してギアードモータＧＭを駆動させることにより，レンズ絞りの自動調整と手動調整との切り換えが実現される。

以上説明したように，本発明の実施形態によれば，多数枚の絞り羽根２２を同時に動かすことが可能なギアードモータＧＭを開ループ制御で制御し，一つの選択回路１４０と一つの差動アンプ１２０とを具備することによって，従来装置と比較すると高い絞りの精度を有した，簡易な構成の自動調整と手動調整とを切り替え可能なＣＣＴＶカメラのレンズ絞り調整装置が提供される。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，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，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，図５において，レンズ絞り手動調整装置が１つしか示されていないが，同一の場所に設置されるとは限られない複数のレンズ絞り手動調整装置から，それぞれ手動調整信号と切り替え信号とが入力され，レンズ絞りの自動調整と手動調整との切り換えが行われることなどは，当業者が容易に変更し得る程度のことであり，本発明の等価範囲に属するものと理解すべきである。

本発明の実施形態に係るレンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能な閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る閉回路テレビカメラが備える機構を示す部分断面図である。 図２に示す閉回路テレビカメラが含むレンズ絞り機構の要部断面図である。 本発明の実施形態に係る閉回路テレビカメラのレンズ絞り機構を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るレンズ絞りの自動調整と手動調整とを切り替え可能な閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整における信号の流れの全体像を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 閉回路テレビカメラ
１４ レンズ絞り機構
２２ 絞り羽根
１２０ 差動アンプ
１４０ 選択回路
ＣＳ１ 第１駆動信号
ＣＳ２ 第２駆動信号
ＧＭ ギアードモータ
Ｓ１ 明度情報信号
Ｓ２ 手動調整信号
Ｖｒｅｆ１ 第１基準信号
Ｖｒｅｆ２ 第２基準信号

Claims (1)

1. レンズ絞り機構の自動調整と手動調整の切り替えが可能な閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置であって：
   レンズ絞り機構の絞り羽根を駆動するギアードモータと；
   自動調整用の第１駆動信号または手動調整用の第２駆動信号に応じて，前記ギアードモータを駆動させる駆動回路と；
   撮像環境の明度情報を取得する明度情報取得装置により取得された明度情報信号と目標明度に相当する第１基準信号とを比較して，前記明度情報信号と前記第１基準信号との差分が相殺されるように前記レンズ絞り羽根を駆動させる，前記ギアードモータの駆動量を決定する前記自動調整用の第１駆動信号を出力する比較回路と；
   操作者から入力された手動調整信号と，前記手動調整用の第２の駆動信号の限界値を規定する第２基準信号とが入力され，前記手動調整用の第２駆動信号を出力する差動アンプと；
   前記自動調整用の第１駆動信号または前記手動調整用の第２駆動信号のいずれかを前記駆動回路に接続して前記ギアードモータを駆動する選択回路と；
   を備えたことを特徴とする， 閉回路テレビカメラのレンズ絞り調整装置。

Images