JPH07283998A - Wide angle line of sight photographing device - Google Patents

Wide angle line of sight photographing device

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Publication number
JPH07283998A
JPH07283998A JP6069233A JP6923394A JPH07283998A JP H07283998 A JPH07283998 A JP H07283998A JP 6069233 A JP6069233 A JP 6069233A JP 6923394 A JP6923394 A JP 6923394A JP H07283998 A JPH07283998 A JP H07283998A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
lens
image pickup
state image
light
Prior art date
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Pending
Application number
JP6069233A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Masuda
憲明 益田
Yoshinori Okada
義憲 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6069233A priority Critical patent/JPH07283998A/en
Publication of JPH07283998A publication Critical patent/JPH07283998A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a wide angle line of sight photographing device of small size and with high responsiveness by providing at least one optical lens to converge light and controlling a solid-state image pickup element to generate an electric charge by the light and the posture of the light receiving plane of it. CONSTITUTION:This device is constituted in such a way that the solid-state image pickup element 2 is integrated with an actuator, and the light converged on at least one fixed lens 1 can be sent out as an image formed on an individual lens 1 as controlling by driving the actuator. The solid-state image pickup element 2 is of 10mm at the most and is formed in small size and light weight. An image with wide line of sight can be obtained at high speed without moving an optical system including the lens 1 by following the light converged on a wide angle lens or at least one lens by driving the solid-state image pickup element by the actuator. In such a way, since only the solid-state image pickup element is driven. a device operated at high speed and with high responsiveness can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、監視カメラ装置に係
り、特に高速で広角度の視野を撮影可能なカメラ装置及
び記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surveillance camera device, and more particularly to a camera device and a recording device capable of photographing a wide-angle field of view at high speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在市販されている監視カメラ装置は、
レンズと固体撮像素子からなるカメラ部とカメラ部を駆
動する移動台とから構成されており、定期的な移動若し
くは、撮影対象物に応じて追従できる構成となってい
た。このような技術は特開平4−159892号公報に
記載されている。
2. Description of the Related Art Surveillance camera devices currently on the market are
It is composed of a camera unit composed of a lens and a solid-state image sensor and a movable table for driving the camera unit, and is configured to be able to follow the movement periodically or according to an object to be photographed. Such a technique is described in JP-A-4-159892.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術ではレンズ
とレンズを保持する筐体と撮像素子及び、移動台の重量
が大となり高速の駆動が困難となる。また、モータ駆動
力の伝達用ギア列を要するためバックラッシ等の時間遅
れがあり高速の駆動制御が困難である。
In the conventional technique, the weight of the lens, the housing for holding the lens, the image pickup device, and the moving base becomes large, and it becomes difficult to drive at high speed. Further, since a gear train for transmitting the motor driving force is required, there is a time delay such as backlash and it is difficult to control the drive at high speed.

【0004】駆動速度を大とするためには大トルクのモ
ータを使用する必要があり、価格が高くなることと装置
全部が大型化する。
In order to increase the driving speed, it is necessary to use a motor having a large torque, which increases the price and the size of the entire device.

【0005】本発明の目的は、小型で高速応答の可能な
カメラ装置を実現することにある。
An object of the present invention is to realize a compact camera device capable of high-speed response.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題解決のために、
固体撮像素子をアクチュエータと一体化し、少なくとも
1個以上の固定されたレンズから収束される光を上記ア
クチュエータを駆動制御しながら個々のレンズで形成さ
れる画像を送り出す構成により達成される。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems,
This is achieved by a configuration in which the solid-state image pickup device is integrated with an actuator, and the light converged from at least one or more fixed lenses is sent out to form an image formed by each lens while driving and controlling the actuator.

【0007】[0007]

【作用】固体撮像素子は、せいぜい10mm角程度であ
り小型軽量である。この素子をアクチュエータで駆動す
ることにより広角レンズ、若しくは、1個以上のレンズ
で収束された光を追随することによりレンズを含めた光
学系を動かすことなく高速で広い視野の画像を得ること
ができる。
The solid-state image pickup device is at most about 10 mm square and is small and lightweight. By driving this element with an actuator, a wide-angle lens can be obtained, or by following light converged by one or more lenses, an image with a wide field of view can be obtained at high speed without moving the optical system including the lens. .

【0008】[0008]

【実施例】以下本発明の実施例を図1から図7を用いて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0009】図1は本発明の概念図であり基本動作を説
明する。1は凸レンズ、2は固体撮像素子、3はパルス
モータを示したものである。詳細の構造は図5を用いて
説明する。1つの焦点を有するレンズ3個(少なくとも
1個以上であり図1には3個記載した)を円弧状に配置
し、その中心(レンズ中心または焦点を通る円弧の中心
を意味する)に回転可能な軸を配置し、この軸に固体撮
像素子を配置する。幾何学的にはA,B,Cのレンズに
よる結像位置に固体撮像素子を配置するように駆動する
方式である。図1ではθづつ回転させることにより各レ
ンズで結像される画像をそれぞれ検出できる構成であ
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram of the present invention, and the basic operation will be described. Reference numeral 1 is a convex lens, 2 is a solid-state image sensor, and 3 is a pulse motor. The detailed structure will be described with reference to FIG. Three lenses having one focus (at least one lens and three lenses are shown in FIG. 1) are arranged in an arc shape and rotatable about the center (meaning the center of the lens or the arc of the arc passing through the focus). A solid-state image sensor is arranged on this axis. Geometrically, it is a method of driving so that the solid-state imaging device is arranged at the image forming position by the A, B, and C lenses. In FIG. 1, the image formed by each lens can be detected by rotating it by θ.

【0010】図2は本発明の構成ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the present invention.

【0011】制御手段は、モータ、圧電素子等のアクチ
ュエータから成る駆動手段の移動量と移動時間等の制御
を行う。固体撮像素子は駆動手段によりその姿勢、位置
を可変とされる。ここで固体撮像素子とは一般的にCC
D,MOS等の電荷結合素子であり受光した後、蓄えら
れた信号を順次に読みだすことにより画像として合成す
ることができる。画像処理手段は読みだされた信号をT
V画像(1フィールド60Hz)として合成することと
再生された画像信号が動くことを検知することを特徴と
する。動き検知に関しては、所定の画素の輝度信号の変
化を1フィールド前後で比較検知する方法があるが、公
知技術であるので説明は省略する(例えばこの画像処理
手段にフィールドメモリを搭載し、一定時間前後での差
異を検出する方法がある)。
The control means controls the moving amount and moving time of the driving means including an actuator such as a motor and a piezoelectric element. The posture and the position of the solid-state image pickup device can be changed by the driving means. Here, the solid-state image sensor is generally CC
It is a charge-coupled device such as D, MOS or the like, and after receiving light, the stored signals can be sequentially read out to be combined as an image. The image processing means outputs the read signal to T
It is characterized by synthesizing as a V image (1 field 60 Hz) and detecting movement of the reproduced image signal. Regarding the motion detection, there is a method of comparing and detecting a change in the luminance signal of a predetermined pixel before and after one field, but the description thereof is omitted because it is a known technique (for example, a field memory is mounted in this image processing unit, and a fixed time is required). There is a method to detect the difference between before and after).

【0012】次に図2に示す動作アルゴリズムについて
詳細に説明する。いまA位置での画像を検知していると
する。
Next, the operation algorithm shown in FIG. 2 will be described in detail. It is assumed that the image at the position A is being detected.

【0013】固体撮像素子から送られた信号は、画像処
理手段に入力される。画像処理手段は固体撮像素子から
送られた信号に動きがあるかどうか検知し、一定時間内
に動きがなければ、制御手段は固体撮像素子をB位置に
移動させる。
The signal sent from the solid-state image pickup device is input to the image processing means. The image processing means detects whether or not there is a movement in the signal sent from the solid-state imaging device, and if there is no movement within a certain time, the control means moves the solid-state imaging element to the B position.

【0014】このように一定時間内の動きを検出しなが
ら順に固体撮像素子を移動させながら記録再生装置に記
録していく。
In this way, the solid-state image pickup device is moved in sequence while detecting the movement within a fixed time, and recording is performed on the recording / reproducing apparatus.

【0015】移動体を検知した場合には制御手段に検知
信号が発せられ、その信号により制御手段は固体撮像素
子が移動体に追従するよう駆動手段を制御する方式によ
り実現する。画像処理手段で得られた画像信号は、制御
手段により所定トラック数記録再生される。記録方法に
関しては、図7で説明する。
When the moving body is detected, a detection signal is sent to the control means, and the control means realizes the method of controlling the driving means so that the solid-state image pickup device follows the moving body. The image signal obtained by the image processing means is recorded and reproduced by a predetermined number of tracks by the control means. The recording method will be described with reference to FIG.

【0016】上記動作をフローチャートにしたものが図
3である。図1に示すAで初期化されるとその状態でA
の画像データを転送し記録する。パルスモータに回転角
θとなるようなパルス数を与えBで固定し、画像データ
を転送し記録する。
FIG. 3 is a flowchart of the above operation. When initialized with A shown in FIG.
Transfer and record the image data of. The number of pulses that gives the rotation angle θ is given to the pulse motor and fixed at B, and the image data is transferred and recorded.

【0017】A→B→Cと撮影した後は、逆にC→B→
Aと撮影し、Aでレンズと撮像素子との相対位置を高精
度に確保する。これは駆動系のガタ等により生ずる光軸
のズレを補正するためである。(この初期化の方法につ
いては図5を用いて説明する)図4はパルスモータに加
えるパルス数とモータ軸回転角との関係を図示したもの
である。パルス数N対し、回転角θはリニアーに対応す
る。
After shooting A → B → C, the reverse is C → B →
The image is taken with A, and the relative position of the lens and the image pickup device is secured with high accuracy at A. This is to correct the deviation of the optical axis caused by the backlash of the drive system. (This initialization method will be described with reference to FIG. 5) FIG. 4 illustrates the relationship between the number of pulses applied to the pulse motor and the motor shaft rotation angle. The rotation angle θ linearly corresponds to the number of pulses N.

【0018】よって、パルス数の制御によりモータ回転
角を高精度に駆動することができる。
Therefore, the motor rotation angle can be driven with high precision by controlling the number of pulses.

【0019】図5は駆動メカニズムを図示したものであ
る。
FIG. 5 illustrates the drive mechanism.

【0020】最初に部品名、構成を説明する。First, the part names and configurations will be described.

【0021】4は保持板、5は圧電素子、6はパルスモ
ータの回転軸、7は回転部材、8は電圧印加線、9はマ
グネット、10は磁気抵抗ヘッド、11は信号線であ
る。
Reference numeral 4 is a holding plate, 5 is a piezoelectric element, 6 is a rotating shaft of a pulse motor, 7 is a rotating member, 8 is a voltage applying line, 9 is a magnet, 10 is a magnetoresistive head, and 11 is a signal line.

【0022】固体撮像素子は保持板4に固定され、圧電
素子5の一端面に固着される。
The solid-state image pickup element is fixed to the holding plate 4 and fixed to one end surface of the piezoelectric element 5.

【0023】パルスモータ3の回転軸6には回転部材7
が固定され一体に回転可能である。
A rotary member 7 is attached to the rotary shaft 6 of the pulse motor 3.
Is fixed and rotatable integrally.

【0024】この回転部材7には圧電素子5の一端面が
固着される。よって、この圧電素子への電圧V印加のO
N/OFFにより図中矢印δ方向に1μmオーダーの精
度で伸縮可能となる。この圧電素子は積層型であり各層
の端部に電圧を加えることにより達成できる。
One end surface of the piezoelectric element 5 is fixed to the rotating member 7. Therefore, when the voltage V is applied to this piezoelectric element,
By N / OFF, it is possible to expand and contract in the direction of arrow δ in the figure with an accuracy of the order of 1 μm. This piezoelectric element is a laminated type and can be achieved by applying a voltage to the end of each layer.

【0025】回転部材7の外周一端部にマグネット9を
配置しておりこのマグネット9から発する磁力線を磁気
抵抗ヘッド10で検知する。
A magnet 9 is arranged at one end of the outer periphery of the rotary member 7, and the magnetic force line emitted from the magnet 9 is detected by the magnetoresistive head 10.

【0026】以上の構成により本発明の動作を説明す
る。
The operation of the present invention will be described with the above configuration.

【0027】いま図1に示すAの状態にあるとする。こ
こで図2に示す制御手段がパルスモータ3に所定のパル
スを加えると回転部材7と連結した固体撮像素子2は回
転し図1に示すBの位置に固定される。同様にしてさら
にパルスを加えるとCの位置迄移動する。Cの位置でパ
ルスモータ3に逆電圧のパルスを加えると再びB,Aの
位置迄戻る。この時、回転部材7に配置されたマグネッ
ト9の出力によりA位置で初期化すはわちリセットがか
けられ、パルスモータの回転精度、温度による軸損失等
の影響により生ずる角度の誤差を補正する。
It is now assumed that the state is A shown in FIG. When the control means shown in FIG. 2 applies a predetermined pulse to the pulse motor 3, the solid-state imaging device 2 connected to the rotating member 7 rotates and is fixed at the position B shown in FIG. Similarly, when a further pulse is applied, the position moves to the position C. When a reverse voltage pulse is applied to the pulse motor 3 at the position C, the position returns to the positions B and A again. At this time, the output of the magnet 9 arranged on the rotating member 7 resets or initializes at the position A, and corrects the angular error caused by the rotation accuracy of the pulse motor, the axial loss due to temperature, and the like.

【0028】本実施例では初期位置決め用に1つのマグ
ネットによる検出方法を説明したが複数個のマグネット
を配置した構成でもよく、また磁気による検出ではなく
光による検出方法でもよい。
In this embodiment, the detection method using one magnet for the initial positioning has been described. However, a configuration in which a plurality of magnets are arranged may be used, and a detection method using light may be used instead of detection using magnetism.

【0029】図6は上記した動作の一例を時間軸で説明
した図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the above-mentioned operation on the time axis.

【0030】0〜t0の間は、A位置でA画像を記録
し、t1〜t2の間は、B位置でB画像を記録し、t3
4の間は、C位置でC画像を記録する。
From 0 to t 0 , the A image is recorded at the A position, between t 1 and t 2 , the B image is recorded at the B position, and from t 3 to t 3 .
During t 4 , the C image is recorded at the C position.

【0031】このような動作を図2示す制御手段で対応
させる。
The control means shown in FIG. 2 corresponds to such an operation.

【0032】図7は図2に示す記録再生装置におけるテ
ープパターンを図示したものである。
FIG. 7 shows a tape pattern in the recording / reproducing apparatus shown in FIG.

【0033】Aの画像及びBの画像を数トラック分に分
割記録したものである。家庭用VTRでは1フィールド
の時間が1/60秒であり1本のトラックが1フィール
ドであるが高精細の画像を記録する場合は、複数本に分
割してもよい。
The image of A and the image of B are separately recorded on several tracks. In a home VTR, the time for one field is 1/60 seconds and one track is one field, but when recording a high-definition image, it may be divided into a plurality of lines.

【0034】本実施例では1軸方向の駆動例について説
明したが、2軸以上の多軸駆動でも応用できる。
In this embodiment, the example of driving in the one-axis direction has been described, but it is also applicable to multi-axis driving of two or more axes.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、固体撮像
素子のみ駆動させるため高速で応答性のよい監視カメラ
装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, since only the solid-state image pickup device is driven, it is possible to provide a high-speed and responsive surveillance camera device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の機構図である。FIG. 1 is a mechanism diagram of the present invention.

【図2】本発明の動作ブロック図である。FIG. 2 is an operation block diagram of the present invention.

【図3】本発明の動作アルゴリズムを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation algorithm of the present invention.

【図4】印加パルスとパルスモータの回転角線図であ
る。
FIG. 4 is a rotation angle diagram of an applied pulse and a pulse motor.

【図5】撮像素子駆動機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an image pickup element driving mechanism.

【図6】撮像素子の回転角度の時間軸制御を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing time axis control of a rotation angle of an image sensor.

【図7】記録再生装置のテープパターン図である。FIG. 7 is a tape pattern diagram of the recording / reproducing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…レンズ、 2…固体撮像素子、 3…パルスモータ、 4…保持板、 5…圧電素子、 6…パルスモータ、 7…回転部材、 8…電圧印加線、 9…マグネット、 10…磁気抵抗ヘッド、 11…信号線。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lens, 2 ... Solid-state image sensor, 3 ... Pulse motor, 4 ... Holding plate, 5 ... Piezoelectric element, 6 ... Pulse motor, 7 ... Rotating member, 8 ... Voltage application line, 9 ... Magnet, 10 ... Magnetoresistive head , 11 ... Signal lines.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光を収束させる光学レンズを少なくとも1
個有し、光により電荷を発生する固体撮像素子と該固体
撮像素子の受光面の姿勢を可変とする駆動手段と姿勢を
制御する制御手段とを有したことを特徴とした広角度視
野撮影装置。
1. At least one optical lens for converging light.
A wide-angle visual field photographing apparatus having a plurality of solid-state imaging devices that generate charges by light, a driving unit that makes the posture of a light-receiving surface of the solid-state imaging device variable, and a control unit that controls the posture. .
【請求項2】請求項1記載の広角度視野撮影装置におい
て、上記固体撮像素子の姿勢を可変とする駆動手段を一
定時間間隔で姿勢変化するよう制御することを特徴とし
た広角度視野撮影装置。
2. The wide-angle visual field photographing apparatus according to claim 1, wherein the driving means for varying the posture of the solid-state image pickup element is controlled so as to change the posture at constant time intervals. .
【請求項3】請求項1記載の広角度視野撮影装置におい
て、上記固体撮像素子の画像データにより上記駆動手段
を該画像に追従するよう制御することを特徴とした広角
度視野撮影装置。
3. A wide-angle visual field photographing apparatus according to claim 1, wherein the driving means is controlled so as to follow the image by the image data of the solid-state image pickup element.
JP6069233A 1994-04-07 1994-04-07 Wide angle line of sight photographing device Pending JPH07283998A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000092368A (en) * 1998-09-09 2000-03-31 Canon Inc Camera controller and computer readable storage medium
JP2004226956A (en) * 2002-11-28 2004-08-12 Pentax Corp Image shifting apparatus

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