JP2011164614A - レンズ装置のキャリブレーション - Google Patents

レンズ装置のキャリブレーション Download PDF

Info

Publication number
JP2011164614A
JP2011164614A JP2011025514A JP2011025514A JP2011164614A JP 2011164614 A JP2011164614 A JP 2011164614A JP 2011025514 A JP2011025514 A JP 2011025514A JP 2011025514 A JP2011025514 A JP 2011025514A JP 2011164614 A JP2011164614 A JP 2011164614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
image
camera
aperture opening
opening
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2011025514A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5425119B2 (ja
Inventor
Jonas Hjelmstrom
ヘイェルムシュトレーム ヨナッシュ
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.)
Axis AB
Original Assignee
Axis AB
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 Axis AB filed Critical Axis AB
Publication of JP2011164614A publication Critical patent/JP2011164614A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5425119B2 publication Critical patent/JP5425119B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • G03B7/091Digital circuits
    • G03B7/095Digital circuits for control of aperture
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B43/00Testing correct operation of photographic apparatus or parts thereof
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B7/00Control of exposure by setting shutters, diaphragms or filters, separately or conjointly
    • G03B7/08Control effected solely on the basis of the response, to the intensity of the light received by the camera, of a built-in light-sensitive device
    • G03B7/091Digital circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/75Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)
  • Details Of Cameras Including Film Mechanisms (AREA)
  • Diaphragms For Cameras (AREA)
  • Camera Bodies And Camera Details Or Accessories (AREA)

Abstract

【課題】調整可能な絞り開口部を有したPアイリスレンズを備えたカメラのキャリブレーション法において、Pアイリスレンズのパラメータをカメラが利用できるものにする手順を容易にする。
【解決手段】第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の絞り開口部のサイズを調整する段階、前記調整の間に複数の画像を記録する段階、前記画像を分析する段階、および高品質な画像が得られる絞り開口部を前記分析に基づき決定する段階を含むキャリブレーションとする。
【選択図】図2a

Description

本発明はカメラ装置の分野に関し、特に、調整可能な絞り開口部を有したレンズを備えたカメラのキャリブレーションに関する。
カメラレンズの絞り開口部の制御能は、画質に重要な役割を果たす。絞りは、カメラ内のイメージセンサにとって最適な光量を維持し、画像が鮮明に、明確に、そして正確に露光され得るようにするために用いられる。絞りは、画像の被写界深度を制御するために用いることもできる。
絞り開口部は、固定式であっても調整可能式であってもよい。固定式の絞りの開口部は調整することができず、従ってそのような名称を持ち、或るF値に固定されている。固定式の絞りは、しばしば、光量がほぼ一定である屋内の環境において用いられる。カメラは、露光時間および/又はイメージセンサの利得を調整することにより、光量の変化を補償することができる。
調整可能な絞りは、手動式であっても自動式であってもよい。手動式の絞りでは、レンズ上のリングを手動で回転させて絞りを開閉することにより絞りを調整することができる。これは、屋外のような光の条件が変化する環境では不便である。
二種類の従来型の自動絞り、即ち、DCアイリスおよびビデオアイリスが存在する。二種類双方に、光量の変化に反応するモーター駆動式の自動調整可能な絞り開口部が備えられている。また、二種類双方において、絞り開口部を制御するために、アナログ信号(しばしばアナログビデオ信号)が使用されている。しかし、二種類の自動絞りの主な相違は、アナログ信号をモーター制御信号に変換する回路が、どこに位置するかである。DCアイリスレンズにおいては、回路はカメラ内部にあり、ビデオアイリスでは、回路はレンズ内部にある。
光量が多い場合、自動絞りを備えたカメラは、絞り開口部が小さくなると、回折およびブレによる影響を受け得る。この問題は、イメージセンサーのピクセルサイズがカメラ光学系の回折限界に近く成り得る高解像度イメージセンサーを備えたカメラで特に顕著である。従って、カメラの画質は、或る状況において最適な絞り開口部を有していることに依存する。
画質を最適化するために、レンズ内部の絞り開口部をカメラが制御する必要がある。従来の自動絞りレンズの問題は、カメラも、カメラのユーザーもその制御ができないことである。この問題により、カメラの光学性能を制御するための制御アルゴリズムを開発することがこのように不可能となるため、極めて不利である。被写界深度、解像度および光学収差の効果も、絞り開口部の絶対位置の制御が不可能であることにより影響を受ける。
高精度絞りレンズ(以下、Pアイリスレンズとも呼ぶ)は、自動絞りレンズの欠点に対処するためにデザインされている。Pアイリスレンズは、光量の制御というよりむしろ画質の最適化を目的として、絞り開口部(即ち、絞り羽根)の自動かつ高精度の制御を必要とする。Pアイリスレンズは、コントラスト、明確さ、解像度、および、カメラから異なる距離の物体が同時に焦点の合う被写界深度をも改善する。これらすべては、ビデオレコーディングの分野、特にビデオ監視の分野における重要なパラメータである。
Pアイリスレンズの絞りは、典型的には、絞りの絞り羽根の位置を制御するステッピングモーター、従って、絞り開口部のサイズにも基づく。ステッピングモーターのそれぞれのステップにより、イメージセンサーに到達する入射光の光量が増減する。入射光の光量は、ステッピングモーターのステップの非線形な関数であり、絞りの位置に依存する。ステップのF値は、絞りが開いていると小さくなり、絞りの開口部が閉じるにつれて大きくなる。
ステッピングモーターを有したPアイリスレンズを用いることの重要な利点は、DCアイリスを用いた場合不可能な、絞り開口部の位置の絶対的に制御が可能となり得ることである。従って、ステッピングモーターを制御することにより絞りを特定のアパーチャーサイズに設定することが可能である。レンズ内のステッピングモーターを制御するために、モーターのドライバーが用いられる。モーターのドライバーにより作動する制御アルゴリズムの基礎は、或る条件の下で可能な限り長い間、予め定義された位置に絞りの開口部を維持することである。位置Aと示される予め定義された位置は、例えば、光学系の最適な位置、又はユーザーによって例えばF値で定義することにより設定される位置に基づく。最適条件は、高コントラスト、低い球面収差、低い色収差、高解像度、低回折、大きな被写界深度といったパラメータの観点で高品質な画像が達成される位置によって定義される。
位置Aとは別に、或る光の条件に適合する他の多くの絞り位置が、絞りに予め定義されてよい。例えば、系の回折限界に対応する位置B、および絞り開放に対応する位置Cを定義してよい。典型的には、起動時の絞りの初期位置は、位置Aである。イメージセンサーに到達する光量が多すぎる場合、モータードライバーはステッピングモーターを系の回折限界に対応する位置Bへと走らせる。イメージセンサーに到達する光量が十分でない場合、モータードライバーはステッピングモーターを絞り開放位置(位置C)へと走らせる。それぞれの位置で、イメージセンサーの積分時間および/又は利得を変化させて画質を最適化することができる。
レンズおよびイメージセンサーの性能を最適化するように構成されたソフトウェアと共に、Pアイリスレンズにより、あらゆる光の条件下で最適な画質のための最善の絞り位置が自動的に与えられる。従って、Pアイリスレンズにより、カメラは、画質において新たな水準の性能に到達する。絞り制御は、メガピクセル/HDTVカメラおよび要求の厳しいビデオ監視用途にとって特に有益であろう。
或る絞り位置から別の絞り位置への遷移時間の間に画質を維持するためには、イメージセンサーの利得および露出時間を用いて、露出アルゴリズムに、入射光の変化を補償するのに十分な時間を与えるのに適したペースで、ステッピングモーターにより絞り羽根を動かすことが重要である。
異なる閾値により、この絞り位置をいつ変えるかが決定され得る。一つの閾値は、例えば、利得および露出時間の、或るイメージセンサーの設定における、画像の輝度として定義してもよい。閾値に近い輝度領域での二つの絞り位置間でのステッピングモーターの連続移動を避けるため、制御アルゴリズムにヒステリシスを導入してもよい。
市販されているいくつかのPアイリスレンズでは、絞り位置A:最適な位置、位置B:回折限界(最適条件に対して光量が多すぎる場合)、および、位置C:開放(最適条件に対して光量が十分でない場合)に到達するためのステッピングモーターのステップ数のような、これらのレンズを光学的に操作するのに必要なパラメータが、製造者により決定され、カメラのソフトウェアにハードコードされている。しかし、ユーザーが現在のレンズを、カメラのソフトウェアにそのためにコードされたパラメータがいずれも存在しないPアイリスレンズに変更したい場合、何らかの方法により、そのパラメータをカメラが利用可能なものとしなければならない。これを行う一つの方法は、製造者から提供されている場合、パラメータをカメラに手動で入力することである。しかし、手動で、パラメータをカメラが利用可能なものとしなければならないというこの下手な方法は、極めて退屈で時間の浪費となり得る。
上記の記載および以下の記載を考慮し、本発明の態様は、Pアイリスレンズのパラメータをカメラが利用できるものにする手順を容易にし、従って、上記で述べた当該技術における欠陥および欠点のうち一つ又は複数を、個別に又はいずれかを組合わせて、軽減、緩和又は除去する方法を提供することである。
本発明の或る態様は、調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置を含むカメラにおける、第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の絞り開口部のサイズを調整する段階、前記調整の間に複数の画像を記録する段階、前記画像を分析する段階、および高品質な画像が得られる絞り開口部を前記分析に基づき決定する段階を含む方法に関する。高品質な画像は、高コントラスト、低い球面収差、低い色収差、高解像度、低回折、および大きな被写界深度を有した画像として定義することができる。第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間に、その位置のそれぞれが絞り開口部の特定のサイズに対応する、様々な位置が存在してよい。一つの変形においては、第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の範囲のこのような位置のそれぞれが、ステッピングモーターの一つのステップに対応する。しかし、ステッピングモーターのステップと当該範囲内の位置とは互いに1対1で対応しない他の構成も可能である。
前記分析が、記録画像内の高頻度成分を決定する段階、前記測定された高頻度成分に基づき、記録画像のそれぞれについて、高頻度の値を決定する段階、および特定の高頻度の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報を決定する段階を更に含む方法が開示される。一つの変形において、絞り開口部のサイズを表す情報は、その特定の記録画像のための絞り開口部に対応するステッピングモーターのステップであってよい。
特定の決定された高頻度の値を有した記録画像が、更に、最も高い高頻度の値を有した記録画像であってよい方法が開示される。
高頻度成分の決定が、記録画像における区分を選択する段階、および選択された区分における高頻度成分を測定する段階を含む方法が開示される。
前記分析が、特定の絞り開口部に対応する絶対F値を獲得する段階、前記における露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する段階、ならびに、それぞれのステップが絞り開口部の特定のサイズを表す、ステップのシークエンス間の相関曲線およびレンズ装置のF値のシークエンスを、決定された露出時間、イメージセンサー利得および前記絶対F値に基づき計算する段階を更に含む方法が開示される。
露出時間およびイメージセンサー利得の決定が、記録画像において区分を選択する段階、ならびに、選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を測定する段階を更に含む方法が開示される。
前記方法は、所定の光量の光で高品質の画像を得るのに最も高いF値である第一のF値を決定する段階、前記特定の高頻度の値に対応する第二のF値を決定する段階を更に含んでよく、第一のF値が第二のF値より低い場合、絞りの開口部の決定は第一のF値に基づき、第一のF値が第二のF値より高い場合、絞りの開口部の決定は第二のF値に基づく。
制御信号のシークエンスがステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す、レンズ装置に制御信号のシークエンスを提供する段階を前記調整が更に含んでよい方法が開示される。
第一の開口部が第二の開口部より小さくてよい方法が開示される。
第一の開口部が第二の開口部より大きくてよい方法が開示される。
本発明の第二の態様は、調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置、絞り開口部のサイズを第一の開口部位置と第二の開口部位置との間に調整する調整ユニット、前記調整の間複数の画像を記録する記録ユニット、および前記画像を分析する分析ユニット、および前記分析ユニットに基づき高品質な画像を得る絞り開口部の決定をする第一の決定ユニットを含むカメラに関する。
カメラは、前記記録画像の高頻度成分を決定する第二の決定ユニット、前記決定された高頻度成分に基づき前記記録画像のそれぞれについて高頻度の値を決定する第三の決定ユニット、特定の高頻度の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報を決定する第四の決定ユニット、を更に含んでもよい。
特定の高頻度の値を有した前記記録画像が、最も高い高頻度の値を有した記録画像であってもよいカメラが開示される。
第二の決定ユニットが、記録画像における区分を選択する選択ユニット、および選択された区分における高頻度成分を決定する第五の決定ユニットを更に含んでよいカメラが開示される。
カメラは、特定の絞り開口部に対応する絶対F値を獲得するための獲得ユニット、記録画像から露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する第六の決定ユニット、ならびに、それぞれのステップが絞り開口部の特定のサイズを表す、ステップのシークエンス間の相関曲線およびレンズ装置のF値のシークエンスを、決定された露出時間、イメージセンサー利得および前記絶対F値に基づき計算する計算ユニットを更に含んでよい。
第二の決定ユニットが、記録画像における区分を選択する選択ユニット、および選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を決定する第七の決定ユニットを更に含んでよいカメラが開示される。
このカメラは、所定の光量の高品質な画像を得るための最も高いF値である第一のF値を決定する第八の決定ユニット、前記特定の高い頻度の値に対応する第二のF値を決定する第九の決定ユニット、絞り開口部の調整が、F値が第二のF値より低い場合は第一のF値に、またはF値が第二のF値より高い場合は第二のF値に基づく、絞り開口部を調整する第二の調整ユニットを更に含んでもよい。
制御信号のシークエンスがステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す、レンズ装置に制御信号のシークエンスを提供する提供ユニットを、調整ユニットが更に含んでよいカメラが開示される。
本発明の第三の態様は、第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の絞り開口部のサイズを調整し、前記調整の間複数の画像を記録し、前記画像を分析し、高品質な画像が得られる絞り開口部を前記分析に基づき決定するためのカメラに対する指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディアに関する。
本発明の更なる目的、特徴および利点は、本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細な記載に見出され、本発明のいくつかの実施形態は添付の図面を参照してより詳細に記載されるであろう。
Pアイリスレンズおよびカメラ本体を含んでなり、ネットワークに接続されたカメラである。 本発明の一実施形態のPアイリスレンズを用いたカメラのキャリブレーション法を記載したフローチャートである。 本発明の一実施形態に従い、図2aのフローチャートに加えてもよい停止基準のフローチャートである。 Pアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、HF値をy軸、絞りの位置に対応するステップ数をx軸としたダイアグラムの例である。 Pアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、HF値をy軸、絞りの位置に対応するステップ数をx軸としたダイアグラムの別の例である。 Pアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、F値をy軸、絞りの位置に対応するステップ数をx軸としたダイアグラムの例である。 Pアイリスレンズのキャリブレーションの間に得ることのできる、HF値をy軸、絞りの位置に対応するステップ数をx軸としたダイアグラムの例である。 本発明の一実施形態のPアイリスレンズを用いたカメラのキャリブレーション法を記載したフローチャートである。 画像においていかに異なる区分が選択されPアイリスレンズのキャリブレーションに用いられ得るかを示す。 本発明の実施形態のPアイリスレンズを有したカメラをキャリブレーションするための指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディアのブロックダイアグラムである。
本発明の実施形態は、一般的には、カメラの分野に関し、特には、Pアイリスレンズのパラメータが決定されカメラが利用可能なものとされているPアイリスレンズを用いたカメラのキャリブレーションに関する。
本発明の実施形態は、本発明の実施形態が示された添付の図面を参照して、以下に、より完全に記載されるであろう。しかし、この発明は、数多くの異なる形態および変形に具体化されてよく、本明細書の実施形態に限定して解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が十分かつ完全であり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるものとなることを目的として提供される。本明細書を通じて、同じ参照番号は同じ要素を指す。
一般的に、カメラは主に二つの部分からなる。第一の部分は、レンズやフィルターのような光学部材、機械部品、および機械部品を制御し、外部装置と相互作用するための電子回路を含んでなるレンズである。第二の部分は、一つまたは二つ以上の画像記録装置、機械部品、および画像記録装置からの情報を処理し、レンズおよびネットワーク等の外部装置と相互作用するための電子回路を含んでなるカメラ本体である。レンズは、カメラ本体から取り外し可能であっても、カメラ本体と一体(取り外し不可能)でもよい。カメラはDCアイリスおよびPアイリスレンズと互換性があってよい。カメラ本体の電子機器は、適切な通信がカメラ本体のレンズ制御システムとレンズとの間に設定され得るように、起動時にレンズがカメラ本体に接続されたかどうか、そして、どのタイプのレンズが接続されたかを自動的に知覚および/または決定してよい。
図1は、本発明の実施形態により実施可能なカメラ100のブロックダイアグラムを示す。図1のPアイリスレンズ101は、少なくとも一つの光学レンズを有した光学素子105、少なくとも二つの絞り羽根103を有した調整可能絞り、機械部品(図示せず)、調整可能な絞りの絞り羽根103を制御するためのモーターを含む電子回路104、およびカメラ本体102内の電子回路とインターフェース106を介して通信する手段を含んでなってよい。
本発明の実施形態において、Pアイリスレンズの電子回路104は、画像データを処理可能な処理手段、1個〜数個のイメージセンサー、および取得した画像データのみならず画像処理による結果をも保存する記憶装置を含んでなってもよい。Pアイリスにおける絞り羽根103を制御する電子回路104内のモーターは、位置フィードバックを備えたDCモーター、ホール素子を備えた検流計、超音波モーター、または絞り羽根103の正確な位置決めが可能な他のあらゆるタイプのマイクロモーターを用いて実装することができる。以下、本発明の実施形態を具体化する場合、ステッピングモーターを想定する。ステッピングモーターは、絞り羽根によって光が遮断されない位置(ここでは「開放位置」と呼ぶ)から絞り羽根が可能な限り閉じているまたは場合によっては完全に閉じている位置(ここでは「閉じた位置」と呼ぶ)まで、離散的なステップでPアイリスレンズ内の絞り羽根103を制御することが可能である。このようにして、制御可能な絞りが形成される。
従って、ステッピングモーターのそれぞれのステップは、特定の光量の光を通すPアイリスレンズ101内の絞り羽根103の特定の位置に関する。絞り羽根のサイズ、形、および数は異なり得る。或る実装においては、二つの「V」型絞り羽根を用いてよく、一方別の実装においては、ほぼ真円の絞り穴を形成するいくつかの絞り羽根を用いてよい。
Pアイリスレンズ101は、図1に示されるように、カメラ本体102に取り付けられている。カメラ本体102は、イメージセンサー110の表面にPアイリスレンズ101により投影された画像を記録することが可能なイメージセンサー110を少なくとも一つ内蔵してよい。イメージセンサー110は、典型的には、電荷結合素子(CCD)または相補型金属酸化膜半導体(CMOS)アクティブピクセルセンサーであってよいが、決してこれら二つのタイプのセンサーのみに限定されない。前述したように、イメージセンサー110は、或る実施形態において、カメラ本体102内ではなくPアイリスレンズ101内の電子回路104内に実装されてよい。
カメラ100は静止画像および動画を記録することが可能であり得る。イメージセンサー110からの画像を記録する場合、イメージセンサーへと投影された画像がイメージセンサー110により捕えられデジタル画像データとなる。記録された画像データは、画像処理のための処理手段107、または保存のためのメモリ108へ送られてよい。処理手段107は、信号処理部の集積、中央処理装置(CPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)、現場でプログラム可能なゲートアレイ(field−programmable gate array;PPGA)、および一般的な電子回路を含んでなってよい。処理手段107は、捕えられおよび/または保存された画像データの分析および計算を行うこと、センター利得および露出時間等のイメージセンサー110のパラメータを制御すること、メモリ108にデータを保存しそこからデータを取り出すこと、インターフェース106を介してPアイリスレンズと通信し制御すること、およびネットワークインターフェース109を介してネットワーク112に接続された他の装置と通信すること等のカメラ内のいくつかのタスクを行うことが可能である。一つまたはそれ以上のカメラ管理ステーション113は、典型的にはユーザーインターフェースを備えて、ネットワーク112を介してカメラ100と接続可能である。カメラ100とネットワーク112との間の通信は、有線接続または無線接続を介したものでよい。カメラ本体102は、上述のように、一つまたは二つの記録画像、および、処理手段107により行われる計算の結果および中間結果を保存し得る内部メモリ108を内蔵してよい。メモリ108は、或る変形においては、リムーバブルメモリ装置(即ち、USBメモリ装置、外部ハードドライブ、ソリッドステートメモリ等)の形態で外部メモリとして実装されてよく、一方、別の変形においては、メモリはネットワークアタッチドストレージユニット、パーソナルコンピュータ、サーバー等に局在化されてもよい。
カメラ100を、カメラ管理ステーション113が接続されているネットワーク112に接続することにより、カメラ100は遠隔操作されてよい。遠隔オペレータは、カメラ管理ユーザーインターフェース、またはカメラ管理ステーション113上で稼働するソフトウェアプログラムのようなコンピュータ制御のオペレータを用いる一人または二人以上であってもよい。ネットワークに接続されたカメラ100は、遠隔処理のためネットワークに接続された一人または二人以上の相手に画像データを送ることができてもよい。
Pアイリスレンズを備えたAxisネットワークカメラにおいて、カメラ管理ステーション113のユーザーインターフェースは、開放された絞り開口部から閉じた絞り開口部の範囲に対応するF値のスケールを備える。この特徴により、ほとんどの光の条件について自動制御により用いられる位置である、好ましい位置にユーザーが絞り開口部を調整することが可能となる。これを行う場合、ユーザーは同時に画像の被写界深度を調整する。
Pアイリスレンズ101をカメラ本体102に接続する場合、カメラの最適な性能を得るために必要ないくつかのパラメータは未知である。未知のパラメータは、以下のいずれか又はすべてである:
・絞り開口部が閉じた位置から絞り開口部が開放した位置までのステッピングモーターのステップの総数
・絞り開口部が閉じた位置から絞り開口部が開放した位置までのステッピングモーターのそれぞれのステップの対応するアパーチャー、F値
・特定のシーンに対して最高の画質を得る絞り開口部の位置に対応するステップ
・絞りのアパーチャー、F値の全範囲
・回折の始まる絞り開口部の位置に対応するステップ
Pアイリスレンズがカメラ本体に製造者によって予めキャリブレートされている場合、これらのパラメータのいくつかまたはすべてが既知であり、カメラソフトウェアにハードコードされていてよい。次に、既知のパラメータを有した特定のPアイリスレンズが、カメラ管理ユーザーインターフェースのロールリストから選択されてよい。パラメータは、カメラ、またはレンズを制御するカメラのソフトウェアに、レンズのユーザーが手動で入力するように提供されてもよい。しかし、或るレンズについては、これらのパラメータのすべてまたはいくつかが未知であり、これにより、ユーザーがカメラを最適な方法で使用することが不可能となる。本発明は、未知のPアイリスレンズを用いたカメラの自動キャリブレーション方法を提供することにより、パラメータのいくつかまたはすべてが未知である状況に対する解決策を提供する。
図2aは、本発明の実施形態のPアイリスレンズを用いたカメラ100の自動キャリブレーション法を記載するフローチャート200を示す。以下、図2aに示すような一連のフローチャートを用いてキャリブレーション法を詳細に説明する。
キャリブレーション法のフローチャートの最初のステップ201において、絞り開口部の特定の既知の位置(絞り羽根103の位置)についてF値が獲得される。ステッピングモーターのステップ(即ち、絞り開口部の位置)に関連した絶対F値スケールを導き出すことが可能となるようにF値は獲得されなければならない。ほとんどの場合、絞りが開放された位置についてF値が獲得されるが、理論的には、絞りのいずれの既知の位置についてのF値も、ステッピングモーターのステップに関連した絶対F値スケールを後に導き出すのに十分であろう。
F値は、Pアイリスレンズ101の外部またはカメラ本体102上のダイヤルまたはロールリストにより手動で入力されてよい。F値は、カメラ管理ユーザーインターフェース113を介して入力され、ネットワーク112を介してカメラの処理手段107へダウンロードされてもよい。あるいは、F値は、Pアイリスレンズ内のメモリに予め保存され、Pアイリスレンズ101がカメラ本体102に取り付けられた場合にインターフェース106を介してカメラの処理手段107へと送られてもよい。あるいは、F値は、場合によっては、以下に記載されるキャリブレーションの結果得られるキャリブレーション曲線から計算されてもよい。
フローチャートのステップ202において、絞り(即ち、絞り羽根103)は開始位置に移動する。Pアイリスレンズ101がカメラ本体102に搭載される場合、絞り開口部の実際の位置(開放位置と閉じた位置との間)は未知である。従って、キャリブレーションの第二のステップ202は、絞り開口部をステッピングモーターを用いて特定の開始位置202へと移動させる。このような開始位置の一つとして、例えば、絞り開口部が開放した位置が挙げられる。開始位置に到達するため、ステッピングモーターは絞りを開く方向へ「ステップ」するように指示される。開放位置に到達したことを確認するために、ステッピングモーターは、絞りを開く方向へ多くのステップを「ステップ」するように指示される。キャリブレーションの次のステップへ進む前に、レンズの焦点は、良好な焦点が達成されるように調整される。好ましくは、キャリブレーションは、(可能であれば)監視をしようとするシーンを用いて、そのシーンの光量が適度に一定である時に行うべきである。太陽を横切る雲のように、シーンにおいてゆっくりとした光の変化を生じさせる物体、および、シーン内を通過または移動する、車、人、動物のように、シーンにおいて素早い光の変化を生じさせる物体は、キャリブレーションに悪影響を与え得る。可能であれば、このような変化が起きる可能性を最小限とする時点が選択されるべきである。
キャリブレーション法のフローチャートの次のステップ203において、一つ又は二つ以上の画像がイメージセンサー110により記録される。一つ又は二つ以上の画像を表すデータは処理手段107へ送られる。いくつかの画像は記録され、あらゆるノイズを減少させるために一つの画像(即ち、画像データ)へと平均化されてよい。以下、一つの画像および二つ以上の画像の両方を表す「画像」という語が用いられる。
フローチャートのステップ203で獲得された画像データは、フローチャートのステップ204で分析される。いくつかの異なる分析204が、記録画像に対して行われてよい。
本発明の第一の実施形態において、記録画像内の高頻度成分は、例えばソーベル法(即ち、離散的微分作用素)およびガウシアンフィルタを用いて、処理手段107により決定される。高頻度成分の分析により単一の値を得ることができ、以下、高頻度の値(HF値)と称し、絞りの現在の位置の記録画像に存在する高頻度の情報の量を表す。決定されたHF値はメモリ108に保存されてよい。或る変形において、一連のHF値は同じ絞り位置で記録された一連の記録画像から導き出される。一連のHF値は、次に例えば単一のHF値へと平均化される。一連のHF値の平均化により、ノイズの量およびシーンにおける光の素早い変化の悪影響が減少し、より正確なHF値が得られるであろう。
第二の実施形態において、画像における光量は決定されてよい。或る位置に到達すると、露出アルゴリズムは、イメージセンサー110の露出時間(即ち、積分時間)および/または利得を調整することにより、イメージセンサー110に作用する光を補償するであろう。調整がなされると、イメージセンサー110の露出時間の値および利得の値がメモリ108に保存される。多数の画像が記録された場合、平均の露出時間の値および平均の利得の値がメモリ108に保存されてよい。或る変形において、画像の光強度が決定されメモリ108に保存される。次に、現在の画像の光強度は、少なくとも一つの、前に記録された画像から来る光強度と比較されてよい。二つの画像間の光強度の相違は、ステッピングモーターの端位置(閉じた位置または開放位置)に到達または到達しそうになっているか否かについて情報を与え得る。また、二つの画像間の光強度の相違は、絞りがいずれの方向に動いているか(明るい→暗い=絞りが閉じている、暗い→明るい=絞りが開いている)についての情報を与え得る。基準方向と比べ「誤った」方向に光強度が変化している場合、キャリブレーションは、一実施形態において、中断されフローチャートのステップ202から再開されてよい。或る実施形態において、比較による情報は、キャリブレーションを終了させるべきか否かを決定するために用いられてもよい。例えば二つまたはそれ以上の画像の間で光強度の変化が全く検出されない場合、端位置に到達しているか、ほぼ到達しているであろうから、キャリブレーションは終了させてよい。
第三の実施形態において、HF値ならびにイメージセンサー110の露出時間および利得の値が決定され、メモリ108に保存される。多数の画像が記録された場合、それぞれの平均化された値がメモリ108に保存されてよい。
キャリブレーションのフローチャートのステップ205において、ステッピングモーターは端位置へ向けて一つ又はそれ以上のステップ移動される。一実施形態において、ステッピングモーターは、Pアイリス101の絞り羽根103を互いにより近づけることで絞り開口部を閉じる方向に、一つの(またはいくつかの)ステップ移動する。さらに別の一実施形態において、ステッピングモーターは、Pアイリス101の絞り羽根103を互いに遠ざけることで絞り開口部を開く方向に、一つの(またはいくつかの)ステップ移動する。
キャリブレーションのフローチャートのステップ206において、端位置に到達したか否かが決定される。端位置に到達していない場合、以下のステップ:「画像記録」203、「画像分析」204および「端位置へ移動」205が、例えば、絞りが閉じているかまたは開放している場合であってよい端位置に到達するまで繰り返される。
キャリブレーションのフローチャートのステップ207において、絞りの最適な位置およびFスケールを決定するための計算が行われる。最適な位置およびFスケールは、以下でさらに議論されるようないくつかの異なる方法で決定されてよい。
図3aは、本発明の或る実施形態に従い、HF値を介して絞りの最適な位置を決定する方法を説明する。HF値および対応するステッピングモーターのステップがダイアグラム300にプロットされれば、図3aに示される曲線302に類似の曲線が達成されるであろう。図3aに示された例において、ステッピングモーターのステップが1に等しい場合の開放絞りからステッピングモーターのステップが50に等しい場合の閉じた絞りまでの間の全範囲は、50ステップである。ダイアグラム内の曲線は、始めにおけるHF値の確実な増加(ステップ1からステップ27)は、画質の増加に対応し、一方、終わりにおけるHF値の減少(ステップ28からステップ50)は、画質の減少に対応する山型である。最も大きなHF値を有した位置は、最適な位置であり、現行のシナリオを前提として、最善の画像を生成する、即ち高品質の画像が得られる、ステッピングモーターのステップ(即ち、絞りの位置)に対応する。図3aの実施例における最適な位置の値は、x軸およびy軸に向かう実線で記されている。最も高いHF値は、図2aのフローチャートのステップ202〜206において決定されたすべての保存されたHF値を比較および/またはソートすることによりカメラ内の処理手段により見出すことができる。
図3bは、本発明の或る実施形態に従い、HF値を介して絞りの最適な位置を決定する別の方法を説明する。この実施例では、それぞれのHF値の微分係数が、一つまたはそれ以上の近接するHF値を用いて、計算される。線304に示されるように微分係数が正であれば、HF値は増加し、最も大きなHF値に到達していないことを意味する。線306に示されるように微分係数が負であれば、HF値が減少し、最も大きなHF値を過ぎたことを意味する。最も大きなHF値は、連続する微分係数の間で増加または減少がない(またはほとんどない)(即ち、線305に示されるようにx軸と平行に近い)ことを意味する、微分係数がゼロ(またはゼロに近い)場合、または、微分係数がその符号を変える(正の微分係数から負の微分係数に、または負の微分係数から正の微分係数になる)場合に到達したと決定されてよい。
開放された絞りから閉じた絞りまでの範囲のステッピングモーターのすべてのステップについて、Fスケールは、ステッピングモーターのそれぞれのステップについて、メモリに保存された露出時間および利得からF値を計算することにより決定することができる。計算による結果がステッピングモーターのステップ(それぞれが絞りの或る位置に対応する)の関数としてプロットされれば、図3cのダイアグラム307内の曲線308と同様の曲線が得られるであろう。絶対Fスケールを得ることが可能となるためには、特定のステッピングモーターのステップに対する少なくとも一つのF値が既知でなければならない。特定のステッピングモーターについてのF値は、フローチャートのステップ201に記載のように得ることができ、または、HF曲線に特徴的な「ひざ」が存在する場合、カメラの回折についての知識を用いて以下のように計算することができる。
Pアイリスレンズ内の絞り羽根の縁は、光を分散しやすい。ピクセルサイズと比較して絞り開口部が大きい(即ち、アパーチャーが大きい場合)、回折した光は、イメージセンサーに到達する光の総量のわずかな割合に過ぎない。絞り開口部が小さくなるにつれて、回折した光の量は、記録される光の総量に対して割合がより大きくなる。回折が起こり画質に影響を与え始める点は、図4のHF曲線において、曲線が急激に落ち始める点401として見ることができる。図4において、回折は、ステッピングモーターのステップ29あたりで始まると推定される。イメージセンサーのピクセルサイズを知ることによって、回折点の理論F値を計算することができる。このようにして、図4におけるステッピングモーターのステップ29(401で回折が始まるところ)についてのF値を計算することができ、それにより、絶対Fスケールを導き出すことができる。
図3cにおけるステッピングモーターのステップ‐F値曲線から、F値で換算したアパーチャーの範囲を導き出すことができる。光の量を分析することにより、開放された絞り開口部および閉じた絞り開口部についてのステッピングモーターのステップを見出すことができ、従って、ステッピングモーターのステップの総数を計算することができる。
光感受性の低いカメラ100が光の条件が悪い環境におかれる場合、決定された最適な位置における画像は、場合によっては、実用には暗すぎ得る。この問題は、最適な位置でのF値よりも低いF値を用いることにより克服または減らすことができる。より低いF値により、イメージセンサー110に到達する光の量を増加させるであろうより大きなアパーチャー(即ち、より大きな絞り開口部)が得られ、従って、より明るい画像が生成されるであろう。或る光量が与えられた場合に、最も高品質の画像を得る絞り位置を決定することができるために、本発明の実施形態のキャリブレーションで以下のステップを実行してよい。
・所定の光量が与えられた場合、高品質の画像を得る最も高いF値に対応する第一のF値が決定される。
・導き出された最適な位置の特定の高頻度の値に対応する第二のF値が決定される。
・次に、第一および第二のF値は互いに比較され、第一のF値が第二のF値より低い場合、絞り開口部の決定は第一のF値に基づき、一方、第一のF値が第二のF値より高い場合、絞り開口部の決定は第二のF値に基づく。
これらのステップにより、特定の光量での最も高品質の画像を生成する絞り位置が得られることが確保されるであろう。
被写界深度が少なくとも或る長さに制限される必要があり、これにより画質が損なわれる場合、被写界深度、焦点距離、および錯乱円を含む計算により最小のF値を見つける必要がある。最適な位置について計算されたF値およびこの最小のF値が比較され、二つのうちより高いF値が選択されるべきである。F曲線から、対応するステッピングモーターのステップを見つけることができる。
最適な位置およびFスケールが決定された場合、キャリブレーションのフローチャートの次のステップ208は、ステッピングモーターを対応するステッピングモーターのステップにステップさせることにより、絞り開口部を決定された最適な位置に調整(即ち、絞り羽根103を動かすことにより)することである。これがなされると、与えられたシナリオについてカメラはキャリブレートされ、これによりそのパラメータが既知となる。そして、このカメラは、キャリブレートされていないカメラよりもより最適化された方法で使用することができる。
図3aのHF曲線を用いて正確に最適な位置を決定することが不可能な場合(ノイズ又は他の理由により)、他の方法を用いてよい。このような方法の一つとして、最適な位置はステッピングモーターの或るステップにあるという「条件付きの推測」をすることが挙げられるであろう。ステッピングモーターの全範囲が50ステップの場合、ステッピングモーターの開始位置から25ステップの位置は、開放位置と回折の開始する点との間のどこかであり、従って、カメラがそれ相当の画質を有した画像を得ることができる位置であろうと「推測」することができる。この方法は次善の方法であるが、DCアイリスレンズを備えたカメラを用いるより、画質の点でより良い可能性がある。
別の方法は、イメージセンサーのピクセルサイズを用いて回折のステッピングモーターのステップを見出すことであろう。回折が始まる点のF値は、前述したように、ピクセルサイズを用いて計算することができる。対応する回折のステッピングモーターのステップは、図3cと関連して議論されているようにF曲線を用いて見出すことができる。開放した絞り開口部に対するステッピングモーターのステップが既知であるため、「最適な位置A」は、ステッピングモーターのそのステップと回折が始まるステッピングモーターのステップとの間のいずれかの位置として選択されるべきである。「光量が少なすぎる位置B」は、開放された絞り開口部に対するステッピングモーターのステップであるはずであり、「光量が多すぎる位置C」は、回折が始まるステッピングモーターのステップに近い位置であるはずである。
本発明の別の実施形態において、図2aのキャリブレーションは、図2aの「端位置に到達?」(フローチャートステップ206)という停止基準の他に、さらなる停止基準を追加することにより短縮されてもよい。多くの場合、低HF値のステップ(即ち、絞り位置)、例えば図4のステップ45〜50は、有用な画像を生成しないため、実際には全く使用されない。図2bは、さらなるフローチャートのステップ209が、図2aに示されたフローチャート内のフローチャートステップ205と206との間にいかに挿入され得るかの例である。フローチャートのステップ206の「端位置に到達?」に到達する前に特定の停止基準に到達した場合、「画像を記録」203、「画像を分析」204および「端に移動」205のループが終了し、フローチャートのステップ206の「端位置に到達?」がバイパスされる。
図2bの停止基準209は、いくつかの異なる方法で実装されてよい。一つの方法は、図4に、垂直線400により図示されるように、決定されたHF値について単一のHFしきい値400を決定することである。図4の例において、開放された絞り開口部に対応する、第一の決定されたHF値は、しきい値400として設定され、そして、その結果として停止基準となるであろう。HF値の決定の間、ステッピングモーターのすべてのステップについて、決定されたHFの値はHFしきい値と比較されるであろう。もし決定されたHF値がHFしきい値400よりも小さければ、図2bの停止基準209が満たされる。
図2bの停止基準209を選択することの変形としては、カメラが用いられようとするシナリオ、または他の基準に基づいて、カメラのユーザーに選択させることが挙げられるであろう。
図2bの停止基準209を選択することのさらに別の変形として、図3bに関連して議論されたように微分係数の傾きから停止基準209を決定することが挙げられるであろう。停止基準は、或る実施形態においては、例えば、微分係数が或る程度の負の傾きであることであり得る。
図2bの停止基準209を選択することのさらに別の変形として、露出時間および利得の値を決定する場合に二つ(またはそれ以上)の画像の間で光の変化を観察することが挙げられるであろう。もし、光の変化が最小限(光のしきい値で定義される)、または存在しなければ、停止基準209は満たされ、「画像を記録」203、「画像を分析」204および「端に移動」205のループが中断されるであろう。
図2bの停止基準209を選択することのさらに別の変形として、この値よりも小さなアパーチャーを用いると画質が悪くなるであろうため、回折が始まる401のステッピングモーターのステップで停止することが挙げられるであろう。
図5は、本発明の別の実施形態の、カメラのキャリブレーションを行うためのフローチャートを示す。フローチャートのステップ201〜205、206、207および208は図2aの同じ番号のフローチャートのステップと同じであり、従って、同じタスクを実行する。この実施形態では、フローチャートのステップ「n回ループする」501およびフローチャートのステップ「前の位置に移動」502が追加された。これらのフローチャートのステップを加えることにより、キャリブレーションは、新しいステッピングモーターのステップに移動する前に、二つのステッピングモーターのステップの間をn回行ったり来たりする。このフローチャートのn=1の場合の実装は以下の通りであってよい:
・第一の画像または第一の画像のセットがステッピングモーターのステップ1で記録される。
・ステッピングモーターはステップ2に移動し、第一の画像または第一の画像のセットがステッピングモーターのステップ2で記録される。
・ステッピングモーターはステップ1に戻り、第二の画像または第二の画像のセットが記録される。
・次に、ステッピングモーターはステップ2に移動し、第二の画像または第二の画像のセットがステップ2で記録される。
この手続はn回繰り返してよく、ここで、nはユーザーが定義した番号または予め定義された番号である。或る変形において、フローチャートのステップ501におけるループの停止基準は、特定の回数ではなく画像における光の変化に基づいてよい。停止基準は、例えば、「画像におけるさらなる光の変化が検出されなくなるまで」等でよい。
ループがn回繰り返されると、ステッピングモーターは一つ位置を移動し(この例ではステップ3に)、フローチャートのステップ206「端位置に到達?」に到達するまでループがステップ2とステップ3との間でn回行われる等がなされる。このキャリブレーションスキームは、ノイズおよびシーンにおける光の素早い変化の悪影響を効果的に減少させるであろう。上記で議論されたように、シーンにおける光の素早い変化は、シーン内を通過または移動する、車、人、動物のような物体によるものであり得る。
本発明の或る実施形態において、最適な位置およびFスケールを決定するための計算(図2aおよび図5に示されるフローチャート内)は、フローチャートのステップ207においでではなく、ステッピングモーターがとるステップのそれぞれでオンザフライで行われる。
本発明の別の実施形態において、すべての記録画像203は、フローチャートのステップ204で分析を行わずに最初にメモリに保存してよい。フローチャートのステップ206または509において端位置に到達する場合、フローチャートのステップ207における最適な位置およびFスケールを決定するための計算の前に、フローチャートのステップ204に従う分析が行われてよい。
別の実施形態において、図2aまたは図5のフローチャートに従う多数のキャリブレーションが連続して行われる。これにより、特に、キャリブレーションに用いられるシーンにおいて画像がゆっくりとした光の変化を被る状況において、より高い精度で最適な位置が決定されるであろう。上記で議論されているように、シーンにおけるゆっくりとした光の変化は、例えば、太陽の前を横切る雲によるものであってもよい。
記録画像の分析は、全体の画像上で、または画像の一部のみにおいて行われてよい。図6は、駐車場および通りの画像601を記録するように置かれた監視カメラを示す。画像600の上部左側で移動している車は、シーンにおける素早い光の変化を生じさせ、(上記で議論されているように)Pアイリスレンズを有したカメラのキャリブレーションに悪影響を与え得る。しかし、画像内で移動する物体を全く含まない区分を選択し、全体の画像ではなくその区分の画像のみを分析することにより、移動する車による悪影響を減少させまたは避けることができる。しかし、その区分は、監視することになるシーンから選択され、そのほとんどがカバーされるべきであり、そうしなければ、キャリブレーションは誤ったものとなり得る。場合によっては、不完全な区分を用いてキャリブレーションを行うより、キャリブレーションを行うためにその日の別の時間を選択したほうがよいことがあり得る。
画像における区分を決定するいくつかの方法がある。一つの方法は、図6の斜線領域602にで図示されるような画像の中心を常に選択することである。しかし、図6の例によって示されるように、中心領域602の光は、駐車しようとする車によって影響を受け得る。この領域は、車が区分内におよび区分外に絶えず移動する通りに対応するため、上部左側の斜線領域604はさらに悪い。この例では、選択すべき最善の位置は、光の素早い変化の観点で(太陽が雲を出入りするようなゆっくりとした光の変化は除外される)最も安定していると思われる画像の下部右側の斜線領域603であり得る。区分の選択は、ユーザーにより手動で行うか、または、画像に動き検出を適用し、最も動きの少ない領域を選択することにより、もしくは、一連の画像に光の分析を行い、最も光の変化の量が少ない区分を選択することにより自動で行ってよい。或る変形において、選択された区分は分析から除外される。選択された区分は任意のサイズおよび形であってよい。区分はいくつかのより小さな区分により構成されてよい。
図7は、上記の実施形態および図1〜図6に記載されているPアイリスレンズを有したカメラのためのキャリブレーション方法のすべての態様を行うための指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディア700を示す。第一の開口部位置と第二の開口部位置との間の絞り開口部のサイズの調整701、前記調整の間の複数の画像の記録702、前記画像の分析703、および高品質の画像を得る前記分析に基づいた絞り開口部の決定704のための指示を前記可読メディアは特に有している。コンピュータ可読メディア700は、カメラに内蔵されても、またはカメラ外部にあってもよい。
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を記載する目的のみのためのものであり、本発明を限定することは意図されない。本明細書では、文脈において明示されない限り、単数の表現は複数の表現も含むことが意図される。本明細書において、「含む」という用語は、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素および/またはコンポーネントの存在を特定するが、一つまたはそれ以上の特徴、整数、ステップ、操作、要素、コンポーネントおよび/またはこれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
特に定義されない限り、本明細書で用いられるすべての用語(技術用語および科学用語)は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同様の意味を有している。本明細書で用いられる用語は、本明細書および関連する技術の文脈での意味と矛盾しない意味を有しているものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想化された意味に、または過度に正式な意味に解釈されないであろうことが、さらに理解されるであろう。
前述の事項は、本発明の原理、好ましい実施形態および操作様式を記載したものである。しかし、この本発明の記載は、制限としてではなく説明として考えられるべきであり、上記で議論された特定の実施形態に限定されるべきではない。本発明の様々な実施形態の種々の特徴は、明示的に記載されているものとは別の組み合わせに組み合わされることもできる。従って、以下の請求項によって定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、実施形態における変形が当業者によってなされてよいことが理解されるべきである。

Claims (19)

  1. 調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置を含むカメラにおける方法であって、前記方法が、
    ‐第一の開口部位置と第二の開口部位置との間の絞り開口部のサイズの調整、
    ‐前記調整の間の複数の画像の記録、
    ‐前記画像の分析、および、
    ‐高品質の画像を得る前記分析に基づいた絞り開口部の決定
    を含む方法。
  2. 前記分析が、
    ‐前記記録画像の高頻度成分の決定、
    ‐前記決定された高頻度成分に基づく前記記録画像のそれぞれについての高頻度の値の決定、
    ‐特定の高頻度の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報の決定、
    をさらに含む、請求項1記載の方法。
  3. 特定の決定された高頻度の値を有した記録画像が、最も高い高頻度の値を有した記録画像である、請求項2記載の方法。
  4. 高頻度成分の前記決定が、
    ‐記録画像における区分を選択する段階、および
    ‐選択された区分における高頻度成分を測定する段階
    をさらに含む、請求項2記載の方法。
  5. 前記分析が、
    ‐特定の絞り開口部に対応する絶対F値を獲得する段階、
    ‐前記における露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する段階、ならびに、
    ‐それぞれのステップが絞り開口部の特定のサイズを表す、ステップのシークエンス間の相関曲線およびレンズ装置のF値のシークエンスを、決定された露出時間、イメージセンサー利得および前記絶対F値に基づき計算する段階、
    をさらに含む、請求項2〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 露出時間およびイメージセンサー利得の前記決定が、
    ‐記録画像において区分を選択する段階、ならびに、
    ‐選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を測定する段階、
    をさらに含む、請求項5記載の方法。
  7. ‐所定の光量の光で高品質の画像を得るのに最も高いF値である第一のF値を決定する段階、
    ‐前記特定の高頻度の値に対応する第二のF値を決定する段階、
    をさらに含み、
    ‐第一のF値が第二のF値より低い場合、絞りの開口部の決定は第一のF値に基づき、
    ‐第一のF値が第二のF値より高い場合、絞りの開口部の決定は第二のF値に基づく、
    請求項5〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記調整が、
    制御信号のシークエンスがステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す、レンズ装置に制御信号のシークエンスを提供する段階を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記第一の開口部が第二の開口部よりも小さい、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記第一の開口部が第二の開口部よりも大きい、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. ‐調整可能な絞り開口部を有したレンズ装置、
    ‐絞り開口部のサイズを第一の開口部位置と第二の開口部位置との間に調整する調整ユニット、
    ‐前記調整の間複数の画像を記録する記録ユニット、
    ‐前記画像を分析する分析ユニット、および、
    ‐前記分析ユニットに基づき高品質な画像を得る絞り開口部の決定をする第一の決定ユニット、
    を含むカメラ。
  12. ‐前記記録画像の高頻度成分を決定する第二の決定ユニット、
    ‐前記決定された高頻度成分に基づき前記記録画像のそれぞれについて高頻度の値を決定する第三の決定ユニット、
    ‐特定の高頻度の値を有した記録画像に対応する絞り開口部のサイズを表す情報を決定する第四の決定ユニット、
    をさらに含む、請求項11記載のカメラ。
  13. 前記第四の決定ユニットが、特定の高頻度の値を有した前記記録画像を最も高い高頻度の値を有した記録画像に決定するように構成された、請求項12記載のカメラ。
  14. 前記第二の決定ユニットが、
    ‐記録画像における区分を選択する選択ユニット、および、
    ‐選択された区分における高頻度成分を決定する第五の決定ユニット、
    を更に含む、請求項12記載のカメラ。
  15. ‐特定の絞り開口部に対応する絶対F値を獲得するための獲得ユニット、
    ‐記録画像から露出時間およびイメージセンサーの利得を決定する第六の決定ユニット、ならびに、
    ‐それぞれのステップが絞り開口部の特定のサイズを表す、ステップのシークエンス間の相関曲線およびレンズ装置のF値のシークエンスを、決定された露出時間、イメージセンサー利得および前記絶対F値に基づき計算する計算ユニット、
    をさらに含む、請求項12〜14のいずれかに記載のカメラ。
  16. 前記第二の決定ユニットが、
    ‐記録画像における区分を選択する選択ユニット、および、
    ‐選択された区分における露出時間およびイメージセンサー利得を決定する第七の決定ユニット、
    をさらに含む、請求項15記載のカメラ。
  17. ‐所定の光量の高品質な画像を得るための最も高いF値である第一のF値を決定する第八の決定ユニット、
    ‐前記特定の高い頻度の値に対応する第二のF値を決定する第九の決定ユニット、
    ‐絞り開口部の調整が、F値が第二のF値より低い場合は第一のF値に、またはF値が第二のF値より高い場合は第二のF値に基づく、絞り開口部を調整する第二の調整ユニット、
    を更に含む、請求項15〜16のいずれか一項に記載のカメラ。
  18. 制御信号のシークエンスがステップのシークエンスに対応し、それぞれのステップは絞り開口部の特定のサイズを表す、レンズ装置に制御信号のシークエンスを提供する提供ユニットを、前記調整ユニットが含む、請求項11〜17のいずれかに記載のカメラ。
  19. ‐第一の開口部の位置と第二の開口部の位置との間の絞り開口部のサイズを調整し、
    ‐前記調整の間複数の画像を記録し、
    ‐前記画像を分析し、および、
    ‐高品質な画像が得られる絞り開口部を前記分析に基づき決定する
    ためのカメラに対する指示を含むコンピュータ実行可能なコンポーネントを有したコンピュータ可読メディア。
JP2011025514A 2010-02-09 2011-02-08 レンズ装置のキャリブレーション Active JP5425119B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10153060.8A EP2354843B1 (en) 2010-02-09 2010-02-09 Calibration of a Lense Device
EP10153060.8 2010-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011164614A true JP2011164614A (ja) 2011-08-25
JP5425119B2 JP5425119B2 (ja) 2014-02-26

Family

ID=42313672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011025514A Active JP5425119B2 (ja) 2010-02-09 2011-02-08 レンズ装置のキャリブレーション

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8270826B2 (ja)
EP (1) EP2354843B1 (ja)
JP (1) JP5425119B2 (ja)
KR (1) KR101577606B1 (ja)
CN (1) CN102148928B (ja)
TW (1) TWI488000B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI454821B (zh) * 2013-07-03 2014-10-01 Vivotek Inc 攝影裝置及其燈具
TWI472867B (zh) * 2013-07-17 2015-02-11 Vivotek Inc 具光圈偵測功能的網路攝影機及光圈偵測方法
JP2015220634A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 株式会社ソシオネクスト 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、撮像装置
US9921455B2 (en) 2013-03-29 2018-03-20 Fujifilm Corporation Diaphragm device for video camera lens and method for controlling diaphragm device
JP2020013050A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 株式会社タムロン 撮影パラメータ調整装置、それを備えたレンズユニット、撮影パラメータ調整システム、及び撮影パラメータの調整方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201205186A (en) * 2010-07-28 2012-02-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Iris lens test device and test method
US8760527B2 (en) * 2011-06-24 2014-06-24 Apple Inc. Extending a digital camera focus range
US8754953B2 (en) * 2011-06-24 2014-06-17 Apple Inc. Digital camera providing an extended focus range
CN102291539A (zh) * 2011-09-06 2011-12-21 天津天地伟业数码科技有限公司 摄像机的光圈控制系统和控制方法
CN103581564B (zh) * 2012-08-08 2016-12-21 慧友电子股份有限公司 摄像装置的光圈控制系统及其方法
TWI502984B (zh) * 2012-11-23 2015-10-01 Vivotek Inc 網路攝影機驅動電路及其方法
JP5620522B2 (ja) * 2013-01-07 2014-11-05 オリンパスイメージング株式会社 撮像装置及び撮像方法
CN104243835A (zh) * 2013-06-19 2014-12-24 华为技术有限公司 一种自动光圈的控制方法及系统
KR102149270B1 (ko) * 2013-12-13 2020-08-28 한화테크윈 주식회사 렌즈 조리개 제어를 이용한 노이즈 제거 방법 및 시스템
CN104202536A (zh) * 2014-08-29 2014-12-10 天津天地伟业数码科技有限公司 自动光圈校正方法
US10033924B2 (en) 2014-10-10 2018-07-24 Iec Infrared Systems, Llc Panoramic view imaging system
US9781412B2 (en) * 2015-02-04 2017-10-03 Sony Corporation Calibration methods for thick lens model
US20190239786A1 (en) * 2015-06-30 2019-08-08 Government Of The United States, As Represented By The Secretary Of The Air Force Flashing Indicator of Swimmer's Health
TR201815022T1 (tr) 2016-05-25 2018-11-21 Aselsan Elektronik Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi Bi̇r opti̇k si̇stemi̇n odağinin pasi̇f olarak opti̇mi̇ze edi̇lmesi̇ i̇çi̇n si̇stem ve metot
US10324357B2 (en) 2017-09-19 2019-06-18 Intel Corporation Automatic lens aperture control for image and video capture
US10552983B1 (en) * 2018-08-23 2020-02-04 Qualcomm Incorporated Camera calibration
CN111064903B (zh) * 2018-10-16 2022-03-11 浙江宇视科技有限公司 一种光圈控制方法及装置

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63100430A (ja) * 1987-05-22 1988-05-02 Minolta Camera Co Ltd 写真撮影用測定装置
JPH03287144A (ja) * 1990-04-02 1991-12-17 Casio Comput Co Ltd 自動露出制御装置
JPH0553167A (ja) * 1991-08-23 1993-03-05 Canon Inc カメラレンズの絞り調整装置
JPH05167936A (ja) * 1991-12-13 1993-07-02 Sony Corp 固体撮像装置
JPH05260368A (ja) * 1992-03-11 1993-10-08 Sony Corp 光量制御装置
JPH0698252A (ja) * 1992-09-11 1994-04-08 Toshiba Corp 固体撮像装置
JPH06153066A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Canon Inc 撮像装置
JP2001086400A (ja) * 1999-07-13 2001-03-30 Canon Inc 撮像装置、レンズ装置、アイリス制御装置、ゲイン制御装置、それら制御方法、それら制御プログラムを提供する媒体
JP2001346086A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Seiko Epson Corp デジタルカメラ
JP2003051982A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Nikon Corp 電子カメラ
JP2007258925A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Seiko Epson Corp 撮像装置、画像を取得する方法
JP2008053845A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Olympus Imaging Corp レンズ交換式カメラ
JP2008172586A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Nikon Corp 形状取得装置、プログラムおよび情報検索システム
JP2008233470A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Sanyo Electric Co Ltd 絞り制御装置及び画像処理装置
JP2009282551A (ja) * 2009-08-31 2009-12-03 Canon Inc 撮像装置および撮像システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4300167A (en) * 1980-02-07 1981-11-10 Circon Corporation Automatic iris control system
US5223935A (en) * 1990-04-02 1993-06-29 Casio Computer Co., Ltd. Electronic camera with automatic exposure control
US5831676A (en) 1992-08-19 1998-11-03 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup device using plural control parameters for exposure control
JPH06205286A (ja) * 1993-01-06 1994-07-22 Fuji Photo Film Co Ltd 電子カメラの露出制御装置
US6930723B1 (en) * 1999-07-13 2005-08-16 Canon Kabushiki Kaisha Quantity-of-light adjusting apparatus
JP4305598B2 (ja) 2000-06-05 2009-07-29 富士フイルム株式会社 カメラの絞り制御方法及び装置、並びにカメラ
US20030021376A1 (en) * 2001-07-26 2003-01-30 Smith Steven Winn High-resolution radiation detector
US7456868B2 (en) * 2002-02-01 2008-11-25 Calderwood Richard C Digital camera with ISO pickup sensitivity adjustment
JP2005045648A (ja) * 2003-07-24 2005-02-17 Sony Corp 撮像装置の露出制御方法
US7612805B2 (en) * 2006-07-11 2009-11-03 Neal Solomon Digital imaging system and methods for selective image filtration
JP5034429B2 (ja) * 2006-10-16 2012-09-26 ソニー株式会社 レンズ装置、撮像装置及び収差補正方法
JP4732397B2 (ja) * 2007-04-11 2011-07-27 富士フイルム株式会社 撮像装置及びその合焦制御方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63100430A (ja) * 1987-05-22 1988-05-02 Minolta Camera Co Ltd 写真撮影用測定装置
JPH03287144A (ja) * 1990-04-02 1991-12-17 Casio Comput Co Ltd 自動露出制御装置
JPH0553167A (ja) * 1991-08-23 1993-03-05 Canon Inc カメラレンズの絞り調整装置
JPH05167936A (ja) * 1991-12-13 1993-07-02 Sony Corp 固体撮像装置
JPH05260368A (ja) * 1992-03-11 1993-10-08 Sony Corp 光量制御装置
JPH0698252A (ja) * 1992-09-11 1994-04-08 Toshiba Corp 固体撮像装置
JPH06153066A (ja) * 1992-11-12 1994-05-31 Canon Inc 撮像装置
JP2001086400A (ja) * 1999-07-13 2001-03-30 Canon Inc 撮像装置、レンズ装置、アイリス制御装置、ゲイン制御装置、それら制御方法、それら制御プログラムを提供する媒体
JP2001346086A (ja) * 2000-05-31 2001-12-14 Seiko Epson Corp デジタルカメラ
JP2003051982A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Nikon Corp 電子カメラ
JP2007258925A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Seiko Epson Corp 撮像装置、画像を取得する方法
JP2008053845A (ja) * 2006-08-22 2008-03-06 Olympus Imaging Corp レンズ交換式カメラ
JP2008172586A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Nikon Corp 形状取得装置、プログラムおよび情報検索システム
JP2008233470A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Sanyo Electric Co Ltd 絞り制御装置及び画像処理装置
JP2009282551A (ja) * 2009-08-31 2009-12-03 Canon Inc 撮像装置および撮像システム

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9921455B2 (en) 2013-03-29 2018-03-20 Fujifilm Corporation Diaphragm device for video camera lens and method for controlling diaphragm device
TWI454821B (zh) * 2013-07-03 2014-10-01 Vivotek Inc 攝影裝置及其燈具
TWI472867B (zh) * 2013-07-17 2015-02-11 Vivotek Inc 具光圈偵測功能的網路攝影機及光圈偵測方法
JP2015220634A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 株式会社ソシオネクスト 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、撮像装置
US9638916B2 (en) 2014-05-19 2017-05-02 Socionext Inc. Image processing device for correcting chromatic aberration
JP2020013050A (ja) * 2018-07-20 2020-01-23 株式会社タムロン 撮影パラメータ調整装置、それを備えたレンズユニット、撮影パラメータ調整システム、及び撮影パラメータの調整方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102148928A (zh) 2011-08-10
TWI488000B (zh) 2015-06-11
KR101577606B1 (ko) 2015-12-15
EP2354843B1 (en) 2020-01-01
EP2354843A1 (en) 2011-08-10
KR20110093653A (ko) 2011-08-18
CN102148928B (zh) 2015-07-15
JP5425119B2 (ja) 2014-02-26
TW201140228A (en) 2011-11-16
US20110194851A1 (en) 2011-08-11
US8270826B2 (en) 2012-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5425119B2 (ja) レンズ装置のキャリブレーション
US7965334B2 (en) Auto-focus camera with adjustable lens movement pitch
CN109451244A (zh) 一种基于液体镜头的自动调焦方法及系统
US9800776B2 (en) Imaging device, imaging device body, and lens barrel
US10757338B2 (en) Imaging apparatus capable of determining whether an apodization filter is present or not and selecting first and second program diagrams
CN102739939B (zh) 摄像设备及其控制方法
JP5967902B2 (ja) 撮像装置及び絞り制御方法
JP2009031702A (ja) 撮像装置及び撮像方法
US20160366320A1 (en) Lens unit, camera system, and control method for aperture
US20180035034A1 (en) Image capturing apparatus, controlling method of the same, and recording medium
JP4922768B2 (ja) 撮像装置、焦点自動調節方法
US9769376B2 (en) Imaging device, imaging device body, and lens barrel
JP2008164731A (ja) 撮影装置及びその制御方法
TWI621831B (zh) 影像擷取裝置與其相位對焦的校正方法
US10747089B2 (en) Imaging apparatus and control method of the same
CN108243305B (zh) 影像捕获设备与其相位对焦的校正方法
JP4813439B2 (ja) 撮影装置及びその制御方法
JP2021018286A (ja) 撮像装置および波長取得方法
JP4426427B2 (ja) カメラ及び露出制御方法
JP5943759B2 (ja) 焦点調整装置、焦点調整装置の制御方法、プログラム
US8363154B2 (en) Focus error adjusting apparatus and method in digital image processing device
JP2011247979A (ja) 撮影装置及び撮影距離取得方法
JP2009290510A (ja) 撮像装置
JP2517431B2 (ja) 撮像装置
JP2010130211A (ja) 撮像装置、撮像装置のシャッタ特性校正方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120523

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120820

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120823

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120919

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120924

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20121018

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20121023

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130329

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130628

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130703

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130726

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130731

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20130827

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20130830

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131101

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5425119

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250