JP2003075878A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動絞りを使用する撮像装置において、簡単
な操作により焦点調整作業を精度よく行う。 【解決手段】 撮像装置の調整モードに入ると、絞りが
開放され（Ｓ１）、シャッタ速度が自動調整とされる
（Ｓ２）。作業者は、画像の表示を切り替え（Ｓ３〜
５）、全体画像を見ながら画角の手動調整を行い、拡大
された焦点調整用画像を見ながら焦点を手動調整する。
このとき、絞り開放で被写界深度が浅い状態で焦点合わ
せができるので、正確に焦点調整ができる。調整が終了
する（Ｓ６）と、絞りは自動制御とされ（Ｓ７）、シャ
ッタ速度は固定とされる（Ｓ８）。これにより撮像モー
ドに移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動絞りを使用し
た撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】監視カメラのような撮像装置は、設置の
際に焦点調整をすると、その後は焦点を固定したままと
する。また、このような撮像装置では、照明変動などに
追従して常に適正な輝度の画像が得られるように、自動
絞りを使用している。

【０００３】焦点調整は、絞りを絞った状態で行うと、
被写界深度が深くなるので、実際には焦点が合っていな
くても、焦点が合っているかのような鮮明な画像が得ら
れる。したがって、この状態で焦点が合ったと判断して
調整作業を終了してしまうことがある。この場合、撮影
領域が暗くなって自動絞り機能により絞りが開くと、被
写界深度が浅くなり、画像がボケて良好な監視ができな
くなる。

【０００４】したがって、撮像装置の焦点を調整すると
きは、絞りを開放して被写体深度が浅い状態にして作業
をしなければならない。被写界深度が浅くなると、焦点
が外れた被写体はボケ易くなるので、確実に目標物に焦
点を合わせることができる。このようにすることによ
り、その後、自動絞り機能により絞りが開かれても、常
に目標物に焦点が合った鮮明な画像が得られる。

【０００５】ただ、焦点合わせ作業をするとき、自動絞
りを使用した撮像装置では、撮影領域の明るさによって
は、絞りが開放にならない場合がある。このような場合
には、ＮＤフィルタ（減光フィルタ）をレンズに装着す
る。これにより、入射する光量が少なくなるので、自動
絞り機能により絞りが開放になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】撮像装置を監視カメラ
として使用する場合には、撮像装置は天井などの高い位
置に設置されることが多い。このため、上記のようにＮ
Ｄフィルタを撮像装置に着脱するのは容易ではない。し
たがって、撮像装置の設置工事の際に、ＮＤフィルタの
装着をせずに焦点調整を実行してしまい、焦点が合わな
い状態で調整作業を終了させる可能性がある。

【０００７】また、ＮＤフィルタを装着しても、部屋が
明るすぎると、絞りが開放とならない場合もある。更
に、適正なＮＤフィルタを装着しないと、画面が暗くな
りすぎることがある。焦点調整作業は、作業者がモニタ
画面を見ながら行うため、このような暗い画像を用いる
と、作業者の負担となり作業効率が悪くなる。

【０００８】また、撮像装置の設置時には、焦点調整と
画角調整（撮像装置を向ける方向の調整）を共に行うの
が一般的である。これらの調整の際に表示されるモニタ
画面は、従来は画角調整時と焦点調整時とで同一画角の
画面が使用されていた。このため、カメラの出力解像度
を表現できない解像度の低いモニタを使用して焦点の調
整を行うと、十分に焦点を合せることができなかった。

【０００９】本発明は、自動絞りを使用する撮像装置に
おいて、簡単な操作により焦点調整作業を精度よく行う
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、なされたものである。本発明の撮像装置
は、自動絞り調整が可能な撮像装置であって、撮像モー
ドと焦点調整モードとの切り替えを行うモード切替部
と、絞りを制御する絞り調整部と、レンズの焦点を調整
する焦点調整部と、モード切替部により焦点調整モード
に切り替わると、絞り調整部により絞りを被写界深度が
浅い状態に維持し、撮像モードに切り替わると、絞り調
整部により絞りを自動調整する制御部とを具備する。

【００１１】かかる構成によれば、モード切替部により
焦点調整モードに切り替わると、絞りが開放され被写界
深度が浅い状態となる。したがって、焦点をマニュアル
調整することにより、正確に目標に焦点を合わせること
ができる。焦点調整が終了して撮像モードに切り替わる
と、撮像装置の自動絞り機能は復帰をする。

【００１２】なお、焦点調整モードにおいてはシャッタ
速度を自動調整させ、撮像モードにおいてはシャッタ速
度を所定速度に固定することができる。これにより、絞
りが開放に固定された焦点調整モードにおいても、撮影
場所の明るさに自動的に追従した撮影がされるので、モ
ニタ画面に表示される画像も明瞭なものとなる。

【００１３】また、画角調整用画像と焦点調整用画像と
切り替えてモニタに出力させることができる。ここで、
画角調整用画像とは撮像装置にて撮影する全体画像をい
い、焦点調整用画像とは、全体画像から焦点を合わせる
べき領域を抽出して拡大した画像をいう。これにより、
焦点調整の際には焦点調整に適した画像をモニタに表示
して調整し、画角調整の際には画角調整に適した画像を
モニタにて確認でき、調整作業の効率化と精度向上を図
ることができる。

【００１４】更に、画角調整用画像と焦点調整用画像と
の切り替えは、画像解析した結果に基づいて行うことが
できる。これにより、特別なモーションデテクタのよう
な画像処理が可能な撮影装置に特別な部材を付加するこ
となく、表示画像の切り替えの操作性が向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図を参照して本発明にかかる撮像
装置の実施の形態を説明する。図１は、撮像装置１の機
能ブロック図を示す。レンズ部２は、複数枚のレンズの
間隔を変更することにより目標に焦点を合わせる焦点調
整部３と、入射される光量を調整する絞り４とを含む。
焦点調整部３は、マニュアル操作により焦点調整を行
う。絞り駆動部６は、制御部５からの絞り制御信号に基
づいて、絞り４を調整する。絞り駆動部６は、モータに
て構成されており、絞り４に対して、開く又は絞るとい
う動作をさせる。

【００１６】撮像素子７は、ＣＣＤ素子により構成さ
れ、レンズ部２から入射された光を光電変換して出力す
る。シャッタ速度調整部８は、制御部５からのシャッタ
制御信号に基づき、撮像素子７から画像信号を取り込む
際のシャッタ速度を制御する。出力部９には、モニタ１
０が接続可能とされる。出力部９は、接続されたモニタ
１０に対して、画像信号をＮＴＳＣ方式の映像信号に変
換して出力する。

【００１７】通信部１１は、コントローラあるいは他の
撮像装置（図示せず）との間で、画像情報、制御信号等
の送受信制御を行う。記憶部１２は、ビデオＲＡＭ・Ｒ
ＡＭ・ＲＯＭなどにて構成され、撮影した画像データ、
制御部５の動作を規定するプログラム、その他のデータ
を記憶する。

【００１８】画像切替部１３は、モニタ１０に出力する
画角調整用画像と焦点調整用画像との切り替えを指示す
るものである。画角調整用画像と焦点調整用画像につい
ては後述する。画像切替部１３は、キースイッチにより
構成されるが、その他の操作器を用いることができる。

【００１９】制御部５は、ＣＰＵ等から構成され、撮像
モード設定手段１４、調整モード設定手段１５、表示制
御手段１６、画像処理手段１７などにより撮像装置の全
体の制御を行う。撮像モード設定手段１４と調整モード
設定手段１５とによりモード切替部が構成される。

【００２０】撮像モード設定手段１４は、コントローラ
から送信された撮像コマンドを通信部９が受信すると、
撮像装置１を撮像モードに設定する。撮像モードに設定
されると、撮像素子７から取得した画像データにおける
輝度情報に基づいて監視領域の明るさが判定され、絞り
４が自動的に適正な開度になるように絞り駆動部６が制
御される。

【００２１】撮影された画像は、通信部１１を介して、
コントローラあるいは他の撮像装置に送信される。な
お、撮像モードでは、シャッタ速度は固定のままとされ
る。すなわち、撮像モードでは、画像の明るさに対し
て、絞りのみが調整される。

【００２２】調整モード設定手段１５は、コントローラ
から送信された調整コマンドを通信部１１が受信する
と、撮像装置１を調整モードに設定する。調整モードに
設定されると、絞り４が開放状態に維持されるように絞
り駆動部６が制御される。また、撮像素子７から取得し
た画像データにおける輝度情報に基づいて監視領域の明
るさが判定され、自動的に適正なシャッタ速度になるよ
うにシャッタ速度調整部８が制御される。すなわち、調
整モードでは、画像の明るさに対してシャッタ速度のみ
が調整される。

【００２３】調整モードでは、更に、絞り４を開放状態
に維持するように絞り駆動部６が制御される。これによ
り、焦点調整部３での調整を被写界深度が浅い状態で行
えるので、正確な焦点調整が行われる。したがって、そ
の後撮像モードになって絞り４の開度が変化しても、常
に明瞭な画像を得ることができる。また、コントローラ
から調整コマンドを送信するだけで絞り４を開放状態に
できるので、焦点調整作業が容易になる。

【００２４】表示制御手段１６は、画像切替部１３から
入力された指示に応じて、画角調整用画像と焦点調整用
画像とを切り替えて、出力部９からモニタ１０へ出力す
る。図２に示すように、画角調整用画像１８は、撮像素
子７に投影された全体画像である。焦点調整用画像１９
は、全体画像から焦点調整のために抽出して拡大した画
像である。

【００２５】画角調整用画像１８には、焦点調整用画像
１９となる領域を示す枠２０が表示される。この枠２０
の表示により、出力されている画像が画角調整用画像１
８であるのか、焦点調整用画像１９であるのか区別する
ことができる。また、焦点調整領域の枠２０を示すこと
により、鮮明な画像を得られる領域を確認することがで
きる。したがって、画角調整と焦点調整とを切り替えな
がら行う際の視認性に富むので、効率化と精度向上が図
られる。

【００２６】なお、ここで、枠２０を表示するために、
あらかじめ画像中の中心を含む矩形状を記憶部１２にて
記憶している。また、焦点調整用画像１９は、モニタ１
０に拡大されて表示されるので、作業者が視認して微妙
な焦点調整が可能となる。つまり、焦点調整の精度が向
上すると共に、調整作業も効率化も図れる。

【００２７】画像処理手段１７は、撮像素子７から入力
された画像データに対して、画像処理を行う手段であ
る。この画像処理には、例えば、撮像装置１が監視カメ
ラとして使用される場合には、画像中に侵入者の存在を
検出すると、その侵入者の画像を記憶部１２に記憶させ
る処理がある。また、画像処理手段１７は、通信データ
量を低減するために、画像データを圧縮する処理等も行
う。

【００２８】図３のフローチャートを参照して、撮像装
置１の調整モードにおける処理を説明する。調整モード
では、作業者の手動操作により撮像装置１の画角調整と
焦点調整が行われる。なお、撮像装置１は、撮像モード
・調整モード・監視モードなど種々の動作モードを有し
ているが、ここでは、調整モードについてのみ説明す
る。他の動作モードについては、一般的な撮像装置と異
なる点がないので、ここでの説明は省略する。

【００２９】調整作業に当たって、出力部９にモニタ１
０を接続し、コントローラから撮像装置１に対して調整
コマンドを送信する。制御部５は、調整コマンドを通信
部１１が受信すると、調整モード設定手段１５は撮像装
置１を調整モードに設定する。これにより、撮像モード
あるいは監視モードが停止され、図３の処理が開始され
る。

【００３０】最初に、絞り駆動部６にて、絞り開放制御
を行う（ステップＳ１）。具体的には、制御部５が絞り
駆動部６に対して開放制御信号を送出する。絞り駆動部
６は、開放制御信号に基づいて、絞りの自動調整制御を
停止し、絞りを開放し、この状態を維持する。

【００３１】次いで、シャッタ速度調整部８にて、シャ
ッタ速度を自動調整する（ステップＳ２）。すなわち、
それまで撮像モードあるいは監視モードにて固定にされ
ていたシャッタ速度を、撮像素子７から入力された画像
データの輝度情報に基づいて自動的に調整する。これに
よって、絞り４を開放に固定しても、撮影領域の明るさ
に対応した画像がモニタ１０に表示できる。なお、シャ
ッタ速度の自動調整及び絞りの自動調整は、広く一般的
に行われている手法が用いられるので、ここでは詳細な
説明を省略する。

【００３２】次いで、画像切替部１３から切り替え指示
が出されたか否かを判定する（ステップＳ３）。作業者
は、画角を調整するときはモニタ１０に画角調整用画像
１８（図２）を表示させ、焦点を調整するときは焦点調
整用画像１９（図２）を表示させる。作業者は、モニタ
１０に所望の画像が表示されていないときは、画像切替
部１３を操作する。表示制御手段１６は、切り替え指示
がなければ画像出力は現状のままとし（ステップＳ
４）、切り替え指示があれば画角調整用画像１８と焦点
調整用画像１９とを切り替えてモニタ１０に出力する
（ステップＳ５）。

【００３３】その後、撮影コマンドをコントローラから
受信したか否かが判定される（ステップＳ６）。撮影コ
マンドを受信していなければ、受信するまではステップ
Ｓ１からステップＳ６までの処理を繰り返す。この間
に、作業者は、モニタ１０に表示された画角調整用画像
１８を見ながら、撮像装置１の画角を手動調整する。こ
れにより撮像装置１の向きを決定する。また、焦点調整
用画像１９を見ながら、焦点調整部３を手動操作して焦
点調整を行う。

【００３４】画角調整と焦点調整が終了すると、モニタ
１０を出力部９から取り外し、コントローラから撮像装
置１に対して撮像コマンドを送信する。制御部５は、撮
像コマンドを通信部１１が受信する（ステップ６のＹＥ
Ｓ）と、撮像モードに移行するために以下の処理を行
う。

【００３５】絞り駆動部６に自動調整制御を実行させる
（ステップＳ７）。これにより、調整モードで開放状態
が維持されていた絞り４は、撮像素子７から取得した画
像データにおける輝度情報に基づいて、自動的に適正な
開度になるように制御されるようになる。シャッタ速度
調整部８のシャッタ速度を固定とする（ステップＳ
８）。これにより、撮像モードにおいては、固定シャッ
タ速度、自動絞りとなる。

【００３６】以上の処理が終了すると、撮像モード設定
手段１４は、撮像手段１を撮像モードに変更する。撮像
モードでは、撮像装置１により撮影された画像は、通信
部１１によりコントローラあるいは他の撮像装置に送信
される。

【００３７】以上説明した実施の形態では、コントロー
ラからの調整コマンドあるいは撮像コマンドによって、
モードの切り替えが行われている。これに対し、以下に
説明するように、撮像装置１側での操作によりモードの
切り替えをするようにしても良い。このようにした場合
は、コントローラからコマンドを送信する必要がなくな
り、撮像装置１側のみにて調整が可能となるので、調整
作業の効率が向上する。

【００３８】例えば、撮像装置１にスイッチを設けて、
スイッチの操作によりモードの切り替えができる。スイ
ッチとしては、独立したキースイッチ等が使用できる。
また、出力部９にモニタ１０が接続されているか否かを
検出することによりモードの切り替えができる。この場
合は、モニタ１０が接続されると調整モードに移行し、
外されると撮像モードに移行する。

【００３９】更に、通信部１１へコントローラへの通信
線が接続されているか否かを検出することによりモード
の切り替えができる。この場合、未接続であると調整モ
ードに移行し、接続されると撮像モードに移行する。

【００４０】また、画像処理手段１７を利用して画角調
整用画像１８と焦点調整用画像１９との表示切り替えが
できる。例えば、画像処理手段１７が、画像データ中の
平均輝度を所定値と比較することにより、表示が切り替
えられる。作業者は、モードを切り替えようとする場合
は、レンズを手又は適当な器具などで覆う。これによ
り、キースイッチにより構成される画像切替部１３をソ
フト処理のみにて実現できる。画像処理手段１７による
他の方法として、所定のパターンを記憶部１２に記憶さ
せておき、そのパターンをレンズ部２の前に置いて、画
像処理手段１７にてそのパターンを認識したときに上記
の切り替えをすることもできる。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、自動絞りを使用する撮
像装置において、簡単な操作により焦点調整作業を精度
よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した撮像装置の機能ブロック図で
ある。

【図２】図１の撮像装置が出力する画角調整用画像と焦
点調整用画像を示す図である。

【図３】図１の撮像装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１…撮像装置 ２…レンズ部 ３…焦点調整部 ４…絞り ５…制御部 ６…絞り駆動部 ７…撮像素子 ８…シャッタ速度調整部 ９…出力部 １０…モニタ １１…通信部 １２…記憶部 １３…画像切替部 １４…撮像モード設定手段 １５…調整モード設定手段 １６…表示制御手段 １７…画像処理手段 １８…画角調整用画像 １９…焦点調整用画像 ２０…焦点調整用領域を示す枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都木 靖 茨城県ひたちなか市稲田1410番地 株式会 社日立製作所デジタルメディア製品事業部 内 (72)発明者 薄井 勉 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 小林 三記 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 Ｆターム(参考） 2H011 EA13 2H100 BB01 5C022 AA05 AB12 AB17 AB21 AC41 AC52

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動絞り調整が可能な撮像装置であっ
   て、 撮像モードと焦点調整モードとの切り替えを行うモード
   切替部と、 絞りを調整する絞り調整部と、 レンズの焦点を調整する焦点調整部と、 前記モード切替部により焦点調整モードに切り替わる
   と、前記絞り調整部により前記絞りを被写界深度が浅い
   状態に維持し、撮像モードに切り替わると、前記絞り調
   整部により前記絞りを自動調整する制御部と、 を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 更に、シャッタ速度を調整するシャッタ
   速度調整部を有し、 前記制御部は、前記焦点調整モードにおいては、前記シ
   ャッタ速度調整部によりシャッタ速度を自動調整し、前
   記撮像モードにおいては、前記シャッタ速度調整部によ
   りシャッタ速度を固定にする請求項１に記載の撮像装
   置。
3. 【請求項３】 更に、モニタへ画像を出力する画像出力
   部を有し、 前記制御部は、画角調整用画像と焦点調整用画像とを切
   り替えて前記画像出力部から出力する請求項１又は２に
   記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記画角調整用画像は、前記焦点調整用
   画像を一部に含んでおり、前記焦点調整用画像の領域を
   他の領域と区別して表示する画像である請求項３に記載
   の撮像装置。
5. 【請求項５】 更に、撮影した画像を解析する画像処理
   手段を有し、 前記モニタに出力する画像の切り替えは、前記画像処理
   手段による画像解析の結果に基づいて行う請求項３又は
   ４に記載の撮像装置。