JP2011223084A - Imaging system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate roughness of a position in a changeable imaging range by a pan head mechanism in an imaging system.SOLUTION: The imaging system includes: imaging apparatuses 10 and 30 for imaging a subject in the imaging range to form an image; first imaging range moving means 20 for changing directions of the imaging apparatuses so as to move the imaging range; second imaging range moving means 31 capable of moving the imaging range with a smaller moving amount than the minimum moving amount in the imaging range by the first imaging range moving means; and control means 11 for operating the first imaging range moving means and the second imaging range moving means in accordance with an instruction to move the imaging range.

Description

本発明は、撮像装置のパンニングやチルティングが可能な撮像システムに関する。   The present invention relates to an imaging system capable of panning and tilting an imaging apparatus.

上記のような撮像システムにおいて、撮像装置は雲台機構によって支持されており、該雲台機構がモータによってパン方向やチルト方向に動作することによって撮像装置の向き、すなわち撮像装置による撮像範囲が変更(移動)される。 In the imaging system as described above, the imaging device is supported by the pan head mechanism, and the orientation of the imaging device, that is, the imaging range by the imaging device is changed by operating the pan head mechanism in the pan direction or the tilt direction by the motor. (Moved).

ただし、モータとしてステッピングモータを用いると、該ステッピングモータの停止位置分解能(最小移動量)の関係で、撮像範囲の変更可能位置が不連続となり、隣り合う2つの変更可能位置の間に撮像範囲を設定することができない。このため、ゆっくり移動する被写体を追って撮像範囲を移動させる際に撮像範囲が急に大きく移動し、被写体が撮像範囲から外れてしまうおそれがある。   However, if a stepping motor is used as the motor, the changeable position of the image pickup range becomes discontinuous due to the stop position resolution (minimum movement amount) of the stepping motor, and the image pickup range is set between two adjacent changeable positions. Cannot be set. For this reason, when the imaging range is moved following a slowly moving subject, the imaging range may suddenly move greatly and the subject may fall out of the imaging range.

特許文献1にて開示されている駆動方式によってステッピングモータを駆動することで、ステッピングモータの停止位置分解能をより高く(細かく)することで、上記のような問題を解消することは可能である。   By driving the stepping motor by the driving method disclosed in Patent Document 1, it is possible to solve the above-described problem by making the stop position resolution of the stepping motor higher (finer).

特開2003−224997公報JP 2003-224997 A

しかしながら、特許文献1にて開示された駆動方式によってステッピングモータを駆動しても、ステッピングモータの製造誤差によって生じる回転むらにより、撮像範囲を各変更可能位置に精度良く移動および停止させることが難しい。 However, even if the stepping motor is driven by the driving method disclosed in Patent Document 1, it is difficult to accurately move and stop the imaging range to each changeable position due to rotation unevenness caused by a manufacturing error of the stepping motor.

本発明は、雲台機構によって変更可能な撮像範囲の位置の粗さを解消できるようにした撮像システムを提供する。   The present invention provides an imaging system capable of eliminating the roughness of the position of the imaging range that can be changed by the pan head mechanism.

本発明の一側面としての撮像システムは、撮像範囲内の被写体を撮像して画像を生成する撮像装置と、撮像範囲を移動させるように撮影装置の向きを変更する第1の撮像範囲移動手段と、該第1の撮像範囲移動手段による撮像範囲の最小移動量よりも小さい移動量で撮像範囲を移動させることが可能な第2の撮像範囲移動手段と、撮像範囲の移動指示に応じて第1の撮像範囲移動手段および第2の撮像範囲移動手段を動作させる制御手段とを有することを特徴とする。 An imaging system as one aspect of the present invention includes an imaging device that captures an image of a subject within an imaging range and generates an image, and a first imaging range moving unit that changes the orientation of the imaging device so as to move the imaging range. The second imaging range moving means capable of moving the imaging range with a movement amount smaller than the minimum moving amount of the imaging range by the first imaging range moving means, and the first in response to an instruction to move the imaging range And an imaging range moving means and a control means for operating the second imaging range moving means.

本発明によれば、第1の撮像範囲移動手段の動作によって変更(移動)される撮像範囲の位置が粗くても、第2の撮像範囲移動手段の動作によってより細かく撮像範囲の位置を変更することができる。したがって、第1の撮像範囲移動手段しか有さない従来の撮像システムに比べて、撮像範囲のより細かな位置設定、撮像範囲のより低速での移動および移動被写体に対する滑らかな追従撮像等が可能となる。 According to the present invention, even if the position of the imaging range changed (moved) by the operation of the first imaging range moving unit is rough, the position of the imaging range is changed more finely by the operation of the second imaging range moving unit. be able to. Therefore, as compared with the conventional imaging system having only the first imaging range moving means, finer position setting of the imaging range, slower movement of the imaging range, smooth follow-up imaging for a moving subject, and the like are possible. Become.

本発明の実施例1である撮像システム(監視カメラシステム)の構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of an imaging system (surveillance camera system) that is Embodiment 1 of the present invention. 実施例1の撮像システムにおける雲台機構による撮像範囲の移動を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining movement of an imaging range by a pan head mechanism in the imaging system according to the first embodiment. 実施例1の撮像システムにおける雲台機構と光学防振機構とによる撮像範囲の移動を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining movement of an imaging range by a pan head mechanism and an optical image stabilization mechanism in the imaging system of Embodiment 1. 本発明の実施例2である撮像システム(監視カメラシステム)の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the imaging system (surveillance camera system) which is Example 2 of this invention. 実施例2の撮像システムにおける電子防振処理を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining electronic image stabilization processing in the imaging system according to the second embodiment. 実施例2の撮像システムにおける雲台機構と電子防振処理とによる撮像範囲の移動を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining movement of an imaging range by a pan head mechanism and electronic image stabilization processing in the imaging system of Embodiment 2. 実施例1,2と同様に撮像範囲の移動をチルト方向で行う場合の説明図。Explanatory drawing when moving the imaging range in the tilt direction as in the first and second embodiments.

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1には、本発明の実施例1である撮像システムとしての監視カメラシステムの構成を示している。本実施例の監視カメラシステムは、雲台機構(第1の撮像範囲移動手段)によるカメラ(撮像装置)のパン/チルト動作と、カメラ内の光学防振機構(第2の撮像範囲移動手段)による像シフト動作とを組み合わせて撮像範囲を移動させる。 FIG. 1 shows the configuration of a surveillance camera system as an imaging system that is Embodiment 1 of the present invention. The surveillance camera system of the present embodiment includes a pan / tilt operation of a camera (imaging device) by a pan head mechanism (first imaging range moving means) and an optical image stabilization mechanism (second imaging range moving means) in the camera. The imaging range is moved in combination with the image shift operation by.

監視カメラシステムは、カメラ本体10およびレンズユニット30により構成されるカメラと、支持部60を介してカメラを支持する雲台機構20とにより構成されている。   The surveillance camera system includes a camera configured by the camera body 10 and the lens unit 30, and a pan head mechanism 20 that supports the camera via a support unit 60.

カメラ本体10は、マイクロコンピュータ11と、振動ジャイロ12と、カメラ信号処理部13と、ビデオエンコーダ14と、リモコンセンサ15と、撮像素子16と、タイミングジェネレータ17とを有する。   The camera body 10 includes a microcomputer 11, a vibration gyro 12, a camera signal processing unit 13, a video encoder 14, a remote control sensor 15, an image sensor 16, and a timing generator 17.

振動ジャイロ12は、カメラに加わった振動を検出するための角速度検出器であり、ピッチ方向(垂直方向)とヨー方向(水平方向)の振動を検出する。   The vibration gyro 12 is an angular velocity detector for detecting vibration applied to the camera, and detects vibration in the pitch direction (vertical direction) and the yaw direction (horizontal direction).

撮像素子16は、レンズユニット30内の撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を出力するCCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子である。撮影光学系は、光学防振機構の光学素子である可変頂角プリズム(VAP)31と、変倍レンズ32と、絞り33と、フォーカスレンズ34とを含む。撮影光学系は、カメラによって撮像が行われる被写界範囲である撮像範囲内の被写体の光学像である被写体像を形成する。   The imaging element 16 is a photoelectric conversion element such as a CCD sensor or a CMOS sensor that photoelectrically converts a subject image formed by a photographing optical system in the lens unit 30 and outputs an imaging signal. The photographing optical system includes a variable apex angle prism (VAP) 31 that is an optical element of an optical image stabilization mechanism, a variable power lens 32, a diaphragm 33, and a focus lens 34. The photographing optical system forms a subject image that is an optical image of a subject within an imaging range that is an object field range that is captured by a camera.

可変頂角プリズム31は、2枚の透明平板の間に透明液体を封入して構成され、透明平板がなす角度(頂角)を変化させることで撮影光学系により形成される被写体像をピッチ方向とヨー方向にシフトさせる。レンズユニット30には、可変頂角プリズム31を動作させる(頂角を変化させる)VAPアクチュエータ36と、該VAPアクチュエータ36を駆動するVAPドライバ40と、可変頂角プリズム31の頂角を検出する頂角センサ35とが設けられている。   The variable apex angle prism 31 is configured by enclosing a transparent liquid between two transparent flat plates, and changes the angle (vertical angle) formed by the transparent flat plate to change the subject image formed by the photographing optical system in the pitch direction. And shift in the yaw direction. The lens unit 30 includes a VAP actuator 36 that operates the variable apex angle prism 31 (changes the apex angle), a VAP driver 40 that drives the VAP actuator 36, and an apex that detects the apex angle of the variable apex angle prism 31. An angle sensor 35 is provided.

また、レンズユニット30には、変倍レンズ32およびフォーカスレンズ34を光軸方向に移動させるズームモータ37およびフォーカスモータ39と、これらモータ37,39を駆動するズームドライバ41およびフォーカスドライバ43とが設けられている。さらに、レンズユニット30には、絞り33を動作させる絞りモータ38と、該絞りモータ38を駆動する絞りドライバ42とが設けられている。ズームドライバ41、絞りドライバ42およびフォーカスドライバ43は、マイクロコンピュータ11からの駆動指令に応じてズームモータ37、絞りモータ38およびフォーカスモータ39を駆動する。   Further, the lens unit 30 is provided with a zoom motor 37 and a focus motor 39 that move the zoom lens 32 and the focus lens 34 in the optical axis direction, and a zoom driver 41 and a focus driver 43 that drive the motors 37 and 39. It has been. Further, the lens unit 30 is provided with an aperture motor 38 that operates the aperture 33 and an aperture driver 42 that drives the aperture motor 38. The zoom driver 41, the aperture driver 42, and the focus driver 43 drive the zoom motor 37, the aperture motor 38, and the focus motor 39 in accordance with a drive command from the microcomputer 11.

カメラ本体10において、カメラ信号処理部13は、撮像素子16から出力された撮像信号に対して色補正、ガンマ補正、エフェクト処理等の映像信号処理を行って映像信号(画像)を生成する。ビデオエンコーダ14は、カメラ信号処理部13にて生成された映像信号をコード化して後述する外部カメラ制御装置70に出力する。   In the camera body 10, the camera signal processing unit 13 performs video signal processing such as color correction, gamma correction, and effect processing on the imaging signal output from the imaging device 16 to generate a video signal (image). The video encoder 14 encodes the video signal generated by the camera signal processing unit 13 and outputs the encoded video signal to an external camera control device 70 described later.

タイミングジェネレータ17は、撮像素子16からの撮像信号の読み出しタイミングとカメラ処理回路部13への転送タイミングを制御する。   The timing generator 17 controls the readout timing of the imaging signal from the imaging device 16 and the transfer timing to the camera processing circuit unit 13.

外部カメラ制御装置70は、パーソナルコンピュータ等により構成され、インターネット、LAN、無線等の通信回線とカメラ本体10内の外部通信インターフェース15とを介してマイクロコンピュータ11と通信を行う。外部カメラ制御装置70は、オペレータの操作に応じて監視カメラシステムに対して各種動作を行わせるための指示を送信する。この指示には、撮像範囲の移動指示も含まれる。   The external camera control device 70 is configured by a personal computer or the like, and communicates with the microcomputer 11 via a communication line such as the Internet, LAN, and wireless and the external communication interface 15 in the camera body 10. The external camera control device 70 transmits an instruction for causing the monitoring camera system to perform various operations in accordance with the operation of the operator. This instruction includes an instruction to move the imaging range.

マイクロコンピュータ11は、カメラ信号処理部13、振動ジャイロ12、外部通信インターフェース15および雲台機構20等のカメラシステムを構成する各部の動作の制御を司る。   The microcomputer 11 controls the operation of each part of the camera system such as the camera signal processing unit 13, the vibration gyro 12, the external communication interface 15, and the pan head mechanism 20.

マイクロコンピュータ11は、振動ジャイロ12からの振動検出信号を積分して振動の大きさと方向を算出し、該算出結果に応じてVAPドライバ40を介してVAPアクチュエータ36を動作させる。これにより、可変頂角プリズム31の頂角が変化して、被写体像の像振れを低減する。   The microcomputer 11 integrates the vibration detection signal from the vibration gyro 12 to calculate the magnitude and direction of the vibration, and operates the VAP actuator 36 via the VAP driver 40 according to the calculation result. Thereby, the apex angle of the variable apex angle prism 31 changes, and the image blur of the subject image is reduced.

また、マイクロコンピュータ11は、外部カメラ制御装置70におけるオペレータのパン/チルト操作に応じて該外部カメラ制御装置70から送信された撮像範囲の移動指示に応じて雲台機構20をパン/チルト動作させる。具体的には、マイクロコンピュータ11は、撮像範囲の移動指示に含まれる撮像範囲の目標位置の情報に基づいて、パンモータ21およびチルトモータ22の回転量(動作量)を算出する。そして、該算出した回転量だけそれらモータ21,22を回転させるようにパンモータドライバ23およびチルトモータドライバ24に駆動指令を与える。このようにして、マイクロコンピュータ11は雲台機構20を動作させて、撮像範囲を移動させる(撮像範囲の位置を変更する)。   Further, the microcomputer 11 causes the pan / tilt mechanism 20 to perform a pan / tilt operation in response to an imaging range movement instruction transmitted from the external camera control device 70 in response to an operator pan / tilt operation in the external camera control device 70. . Specifically, the microcomputer 11 calculates the rotation amounts (operation amounts) of the pan motor 21 and the tilt motor 22 based on the information on the target position of the imaging range included in the instruction to move the imaging range. Then, a drive command is given to the pan motor driver 23 and the tilt motor driver 24 so that the motors 21 and 22 are rotated by the calculated rotation amount. In this way, the microcomputer 11 operates the pan head mechanism 20 to move the imaging range (changes the position of the imaging range).

ここで、パンモータ21およびチルトモータ22はともに、ステッピングモータにより構成されている。パンモータドライバ23およびチルトモータドライバ24は、マイクロコンピュータ11からの駆動指令に応じて、前述した目標位置に基づいて算出された回転量に対応するパルス数の駆動パルス信号をパンモータ21およびチルトモータ22に与える。マイクロコンピュータ11は、パンモータ21およびチルトモータ22に与えられた駆動パルス信号のパルス数をカウントすることで、これらモータ21,22の回転量を検出することができる。   Here, both the pan motor 21 and the tilt motor 22 are configured by stepping motors. The pan motor driver 23 and the tilt motor driver 24 generate a drive pulse signal having the number of pulses corresponding to the rotation amount calculated based on the target position described above in response to a drive command from the microcomputer 11. To give. The microcomputer 11 can detect the rotation amount of these motors 21 and 22 by counting the number of pulses of the drive pulse signal given to the pan motor 21 and the tilt motor 22.

なお、本実施例では、パンモータ21およびチルトモータ22としてステッピングモータを使用する場合について説明しているが、DCモータや振動型モータ(超音波モータ)等の他のモータを使用してもよい。また、モータの回転量検出に、エンコーダ等の位置検出器を用いてもよい。   In this embodiment, the case where stepping motors are used as the pan motor 21 and the tilt motor 22 has been described. However, other motors such as a DC motor and a vibration motor (ultrasonic motor) may be used. A position detector such as an encoder may be used for detecting the rotation amount of the motor.

次に、図2および図3を用いて、本実施例の監視カメラシステムにおける雲台機構20と光学防振機構(VAP31)とを併用して撮像範囲を移動させる動作について説明する。本実施例では、VAP31は、前述したようにカメラに加わった振動に伴う像振れを低減する機能を有するとともに、振動とは関係なく撮像範囲を移動させる機能を有する。   Next, with reference to FIGS. 2 and 3, the operation of moving the imaging range using the pan head mechanism 20 and the optical image stabilization mechanism (VAP 31) in the surveillance camera system of this embodiment will be described. In the present embodiment, the VAP 31 has a function of reducing image blur due to vibration applied to the camera as described above, and a function of moving the imaging range regardless of the vibration.

図2には、雲台機構20のパン動作によってカメラの向きが変更されることによって撮像範囲が移動する様子を示している。矩形の二重枠は撮像範囲を示し、A0,A1は雲台機構20のパン動作によって設定可能な撮像範囲の位置(第1パン停止位置)を示している。2つの第1パン停止位置A0,A1間での撮像範囲の移動量は、雲台機構20を駆動するパンモータ(ステッピングモータ)21の1ステップの回転量に対応した撮像範囲の最小移動量である。   FIG. 2 shows a state where the imaging range is moved by changing the direction of the camera by the pan operation of the pan head mechanism 20. The rectangular double frame indicates the imaging range, and A0 and A1 indicate the positions of the imaging range (first pan stop position) that can be set by the pan operation of the pan head mechanism 20. The moving amount of the imaging range between the two first pan stop positions A0 and A1 is the minimum moving amount of the imaging range corresponding to the rotation amount of one step of the pan motor (stepping motor) 21 that drives the pan head mechanism 20. .

図中の人物は撮像対象である被写体を示す。第1パン停止位置A0,A1では、被写体は撮像範囲の端部分で捉えられる。つまり、雲台機構20のパン動作のみでは、撮像範囲の位置を第1パン停止位置A0,A1の移動量に相当する最小間隔でしか変更することができず、被写体を撮像範囲のほぼ中央で捉えることができない。T0は該被写体を撮像範囲でのほぼ中央にて捉えるために撮像範囲を移動させるべき目標位置であり、2つの第1パン停止位置A0,A1の間に位置する。   A person in the figure indicates a subject to be imaged. At the first pan stop positions A0 and A1, the subject is captured at the end of the imaging range. That is, only the pan operation of the pan head mechanism 20 can change the position of the imaging range only at a minimum interval corresponding to the amount of movement of the first pan stop positions A0 and A1, and the subject can be changed at the approximate center of the imaging range. I can't catch it. T0 is a target position to which the imaging range should be moved in order to capture the subject at approximately the center of the imaging range, and is located between the two first pan stop positions A0 and A1.

図3において、B0〜B8は、VAP31の頂角を変更することで設定可能な撮像範囲の位置(第2パン停止位置)を示している。第2パン停止位置B0〜B8のうち互いに隣り合う2つの位置間での撮像範囲の移動量は、雲台機構20による撮像範囲の最小移動量よりも小さい移動量である。図3では、第2パン停止位置B0〜B8が第1パン停止位置A0,A1間を1/8分割した位置である場合を示している。ただし、第2パン停止位置をより細かい間隔(例えば、撮像素子16の画素ピッチよりも細かい間隔)で設定してもよいし、1/8よりも粗い分割間隔で設定してもよい。   In FIG. 3, B <b> 0 to B <b> 8 indicate the positions (second pan stop positions) of the imaging range that can be set by changing the vertex angle of the VAP 31. The moving amount of the imaging range between two adjacent positions among the second pan stop positions B0 to B8 is a moving amount smaller than the minimum moving amount of the imaging range by the pan head mechanism 20. FIG. 3 shows a case where the second pan stop positions B0 to B8 are positions obtained by dividing the first pan stop positions A0 and A1 by 1/8. However, the second pan stop position may be set at a finer interval (for example, an interval finer than the pixel pitch of the image sensor 16), or may be set at a division interval coarser than 1/8.

オペレータは、例えば撮像範囲の外に位置する被写体を撮像範囲のほぼ中央で捉えるために、外部カメラ制御装置70を操作して、マイクロコンピュータ11に対し、撮像範囲の目標位置T0への移動指示を送信する。該移動指示を受けたマイクロコンピュータ11は、まず目標位置T0に最も近い第1パン停止位置(A0とA1のうち一方であり、ここではA0とする)を演算する。そして、マイクロコンピュータ11は、雲台機構20をパン動作させて撮像範囲を第1パン停止位置A0に移動させる。   For example, the operator operates the external camera control device 70 to instruct the microcomputer 11 to move the imaging range to the target position T0 in order to capture a subject located outside the imaging range at approximately the center of the imaging range. Send. Receiving the movement instruction, the microcomputer 11 first calculates the first pan stop position (one of A0 and A1, which is A0 in this case) that is closest to the target position T0. Then, the microcomputer 11 pans the pan head mechanism 20 to move the imaging range to the first pan stop position A0.

続いて、マイクロコンピュータ11は、第2パン停止位置B0〜B8のうち目標位置T0に最も近い位置(ここでは第2パン停止位置B4)を選択する。そして、該第2パン停止位置B4と第1パン停止位置A0との位置差である|B4−A0|と、第1パン停止位置A0から第2パン停止位置B4(目標位置T0)への移動方向とを算出する。次にマイクロコンピュータ11は、算出した位置差をVAP31の頂角の変更量に変換するとともに、移動方向をVAP31の頂角の変更方向に変換する。そして、変換により得られた頂角変更方向に頂角変更量だけVAP31を動作させる。これにより、図3に示すように、被写体が撮像範囲のほぼ中央で捉えることができる。   Subsequently, the microcomputer 11 selects a position (here, the second pan stop position B4) closest to the target position T0 among the second pan stop positions B0 to B8. Then, | B4-A0 |, which is the position difference between the second pan stop position B4 and the first pan stop position A0, and the movement from the first pan stop position A0 to the second pan stop position B4 (target position T0). Calculate the direction. Next, the microcomputer 11 converts the calculated position difference into the change amount of the vertex angle of the VAP 31 and converts the moving direction into the change direction of the vertex angle of the VAP 31. Then, the VAP 31 is operated by the vertex angle change amount in the vertex angle change direction obtained by the conversion. As a result, as shown in FIG. 3, the subject can be captured at substantially the center of the imaging range.

以上説明したように、本実施例によれば、雲台機構20によって変更(移動)される撮像範囲の位置が粗くても、VAP31の動作によってより細かく撮像範囲の位置を変更することができる。したがって、雲台機構20での撮像範囲の移動しか行えない従来の撮像システムに比べて、撮像範囲のより細かな変更およびより低速での移動が可能となり、移動する被写体を追尾しながら撮像を行う場合に滑らかに撮像範囲を移動させることができる。   As described above, according to the present embodiment, even when the position of the imaging range changed (moved) by the pan head mechanism 20 is rough, the position of the imaging range can be changed more finely by the operation of the VAP 31. Therefore, as compared with the conventional imaging system that can only move the imaging range by the pan head mechanism 20, the imaging range can be changed more finely and moved at a lower speed, and imaging is performed while tracking the moving subject. In this case, the imaging range can be moved smoothly.

なお、本実施例では、光学防振機構として可変頂角プリズムを用いた場合について説明したが、これに代えて、レンズや撮像素子を光軸に直交する方向にシフトさせて像振れを低減する光学防振機構を用いてもよい。   In this embodiment, the case where the variable apex angle prism is used as the optical image stabilization mechanism has been described. Instead, the image blur is reduced by shifting the lens or the image sensor in the direction perpendicular to the optical axis. An optical vibration isolation mechanism may be used.

また、本実施例では、光学防振機構によって撮像範囲を光学的に移動させる場合について説明したが、実施例2で説明する電子防振処理によって、本実施例と同様に撮像範囲を電子的に移動させることも可能である。   In this embodiment, the case where the image pickup range is optically moved by the optical image stabilization mechanism has been described. However, the image pickup range is electronically changed in the same manner as in this embodiment by the electronic image stabilization processing described in the second embodiment. It is also possible to move it.

図4には、本発明の実施例2である撮像システムとしての監視カメラシステムの構成を示している。本実施例の監視カメラシステムは、雲台機構20によるカメラのパン/チルト動作と、カメラの電子防振処理部(第2の撮像範囲移動手段)13aによる画像切り出し動作とを組み合わせて、ゆっくりと移動する被写体を追尾しながら撮像範囲のほぼ中央に維持する。図4において、実施例1と共通する構成要素には、実施例1と同符号を付して説明に代える。本実施例においては、カメラ信号処理回路13内に電子防振処理部13aが設けられている。また、レンズユニット30′には、実施例1にて説明したVAPは搭載されていない。 FIG. 4 shows the configuration of a surveillance camera system as an imaging system that is Embodiment 2 of the present invention. The surveillance camera system of the present embodiment slowly combines the pan / tilt operation of the camera by the pan head mechanism 20 and the image clipping operation by the electronic image stabilization processing unit (second imaging range moving means) 13a of the camera. While tracking the moving subject, it is maintained at the approximate center of the imaging range. In FIG. 4, constituent elements common to the first embodiment are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment and are not described. In this embodiment, an electronic image stabilization processing unit 13 a is provided in the camera signal processing circuit 13. Further, the VAP described in the first embodiment is not mounted on the lens unit 30 ′.

図5には、電子防振処理部13aによる画像切出し動作(電子防振処理)を示している。図中の5−Cは撮像素子16からの撮像信号に基づいて生成される全体画像を示している。5−Aと5−Bはそれぞれ全体画像5−Cから切り出される同一サイズの画像領域を示している。画像領域5−A,5−Bが、電子防振処理部13aによって設定される撮像範囲に相当する。電子防振処理部13aは、タイミングジェネレータ17により生成されるタイミング間隔で画像領域5−A,5−Bを切り出すことができる。   FIG. 5 shows an image cut-out operation (electronic image stabilization processing) by the electronic image stabilization processing unit 13a. 5-C in the figure indicates an entire image generated based on the image pickup signal from the image pickup device 16. Reference numerals 5-A and 5-B denote image areas of the same size cut out from the entire image 5-C. The image areas 5-A and 5-B correspond to the imaging range set by the electronic image stabilization processing unit 13a. The electronic image stabilization processing unit 13 a can cut out the image areas 5 -A and 5 -B at timing intervals generated by the timing generator 17.

マイクロコンピュータ11は、振動ジャイロ12からの振動検出信号を積分して振動の大きさと方向を算出し、電子防振処理部13aに、該算出結果に応じて像振れを低減できるように求めた画像領域の切り出し動作を行わせる。   The microcomputer 11 integrates the vibration detection signal from the vibration gyroscope 12 to calculate the magnitude and direction of the vibration, and the image obtained by the electronic image stabilization processing unit 13a so as to reduce the image blur according to the calculation result. The region is cut out.

図6を用いて、本実施例の監視カメラシステムにおける雲台機構20と電子防振処理部13aとを併用した撮像範囲の位置の制御について説明する。ここでは、外部カメラ制御装置70からの移動指示が、撮像範囲を雲台機構20のパン動作によって移動可能な最小移動量を超える範囲にわたって移動させる指示(移動する被写体に追従して撮像範囲を移動させる指示)である場合について説明する。   Control of the position of the imaging range using the pan head mechanism 20 and the electronic image stabilization processing unit 13a in the monitoring camera system of the present embodiment will be described with reference to FIG. Here, the movement instruction from the external camera control device 70 is an instruction to move the imaging range over a range exceeding the minimum movement amount that can be moved by the pan operation of the pan head mechanism 20 (the imaging range is moved following the moving subject). Will be described.

前述したように、電子防振処理部13aは、タイミングジェネレータ17により生成されるタイミング間隔で画像領域を切り出すことができる。本実施例では、このことを利用して、電子防振処理部13aの画像領域の切り出し動作によって撮像範囲を移動させる。   As described above, the electronic image stabilization processing unit 13 a can cut out the image area at the timing interval generated by the timing generator 17. In the present embodiment, by utilizing this fact, the imaging range is moved by the image region clipping operation of the electronic image stabilization processing unit 13a.

図6の下部に示したA0,A1,A2は、雲台機構20のパン動作によって設定可能な撮像範囲の位置(第1パン停止位置)を示している。隣り合う第1パン停止位置間での撮像範囲の移動量は、実施例1と同様に、雲台機構20を駆動するパンモータ(ステッピングモータ)21の1ステップの回転量に対応した撮像範囲の最小移動量である。なお、本実施例では、A0,A1,A2を移動する被写体の位置としても使用する。   A0, A1, and A2 shown in the lower part of FIG. 6 indicate positions in the imaging range (first pan stop position) that can be set by the pan operation of the pan head mechanism 20. The amount of movement of the imaging range between adjacent first pan stop positions is the minimum of the imaging range corresponding to the amount of rotation of one step of the pan motor (stepping motor) 21 that drives the pan head mechanism 20 as in the first embodiment. The amount of movement. In this embodiment, A0, A1, and A2 are also used as the positions of moving subjects.

また、B0〜B8は、電子防振処理部13aによる画像領域の切り出し動作によって設定可能な撮像範囲の位置(第2パン停止位置)を示している。第2パン停止位置B0〜B8のうち互いに隣り合う2つの位置間での撮像範囲の移動量は、雲台機構20による撮像範囲の最小移動量よりも小さい移動量である。図では、第2パン停止位置B0〜B8が隣り合う第1パン停止位置間を1/8分割した位置である場合を示している。ただし、第2パン停止位置をより細かい間隔(例えば、撮像素子16の画素ピッチよりも細かい間隔)で設定してもよい。   B0 to B8 indicate the positions of the imaging range (second pan stop position) that can be set by the image region cutting operation by the electronic image stabilization processing unit 13a. The moving amount of the imaging range between two adjacent positions among the second pan stop positions B0 to B8 is a moving amount smaller than the minimum moving amount of the imaging range by the pan head mechanism 20. In the drawing, the second pan stop positions B0 to B8 are positions obtained by dividing 1/8 between adjacent first pan stop positions. However, the second pan stop position may be set at a finer interval (for example, an interval finer than the pixel pitch of the image sensor 16).

図6の(A)は、撮像対象である被写体が、第1パン停止位置A0に設定された撮像範囲の左端から右方向に連続して移動している様子を示している。このまま撮像範囲を移動させないと、やがて被写体は撮像範囲外に出てしまう。このため、撮像範囲を被写体の移動方向に移動させる必要がある。   FIG. 6A shows a state in which the subject to be imaged continuously moves in the right direction from the left end of the imaging range set at the first pan stop position A0. If the imaging range is not moved as it is, the subject will eventually go out of the imaging range. For this reason, it is necessary to move the imaging range in the moving direction of the subject.

しかし、被写体が第1パン停止位置A0に設定された撮像範囲の中央まで移動した状態で雲台機構20をパン動作させて撮像範囲を右隣りの第1パン停止位置A1に大きく(速く)移動させると、被写体の位置は撮像範囲の左端に変化する。つまり、被写体の位置が安定した映像を生成することができない。   However, with the subject moved to the center of the imaging range set at the first pan stop position A0, the pan head mechanism 20 is panned to move the imaging range to the first pan stop position A1 adjacent to the right (fast). As a result, the position of the subject changes to the left end of the imaging range. That is, it is not possible to generate an image with a stable subject position.

このため、本実施例では、雲台機構20によって撮像範囲が第1パン停止位置A0に設定されている状態において被写体がA0からA1までの範囲で移動する間は、マイクロコンピュータ11は、雲台機構20をそのまま停止させておく。つまり、雲台機構20のパン動作によって撮像範囲を移動させない。そして、電子防振処理部13aによる画像領域の切り出し動作によって撮像範囲を第2パン停止位置であるB0からB8に順次(連続的に)移動させる。これにより、A0からA1までの範囲で移動する被写体の撮像範囲内での位置をそのほぼ中央に維持しながら該被写体に対する追従撮像を行うことができる。   For this reason, in the present embodiment, while the imaging range is set to the first pan stop position A0 by the pan head mechanism 20, the microcomputer 11 does not move while the subject moves in the range from A0 to A1. The mechanism 20 is stopped as it is. That is, the imaging range is not moved by the pan operation of the pan head mechanism 20. Then, the imaging range is sequentially (continuously) moved from B0 to B8, which is the second pan stop position, by the image region cutout operation by the electronic image stabilization processing unit 13a. Accordingly, it is possible to perform follow-up imaging with respect to the subject while maintaining the position within the imaging range of the subject moving in the range from A0 to A1 at substantially the center thereof.

また、被写体がA1を超えてA2の方向に移動していく際には、マイクロコンピュータ11は、図6の(B)に示すように、雲台機構20を被写体の移動方向(移動指示があった方向)にパン動作させて撮像範囲を第1パン停止位置であるA0からA1に移動させる。さらに、これと同時に、電子防振処理部13aによる画像領域の切り出し動作によって、撮像範囲(画像領域の切り出し位置)を第2パン停止位置であるB8からB0に切り替える(戻す)。   Further, when the subject moves in the direction A2 beyond A1, the microcomputer 11 moves the pan head mechanism 20 in the direction of movement of the subject (the instruction for movement is given), as shown in FIG. The image pickup range is moved from A0, which is the first pan stop position, to A1. At the same time, the image pickup range (image region cut-out position) is switched (returned) from B8, which is the second pan stop position, to B0 by the image region cut-out operation by the electronic image stabilization processing unit 13a.

このような画像領域の切り出し位置の戻し切り替え処理を行うことで、切り出し位置が全体画像の端に到達してそれ以上同じ方向に切り出し位置を移動させることができなくなる、つまりは撮像範囲のスムーズな移動ができなくなることを防ぐ。   By performing such switching processing for returning the cutout position of the image area, the cutout position reaches the end of the entire image and cannot be moved in the same direction any more, that is, the imaging range is smooth. Prevents being unable to move.

この戻し切り替え処理によって撮像範囲が切り替わる速度を、雲台機構20のパン動作によって撮像範囲がA0からA1に移動する速度と合わせることで、該戻し切り替え処理中においても被写体の位置を撮像範囲のほぼ中央に維持することができる。以上の動作により、移動する被写体の撮像範囲内での位置が安定した良好な移動被写体に対する追従撮像を行うことができる。   By matching the speed at which the imaging range is switched by the return switching process with the speed at which the imaging range is moved from A0 to A1 by the pan operation of the pan head mechanism 20, the position of the subject can be substantially equal to the imaging range even during the return switching process. Can be kept central. With the above operation, it is possible to perform follow-up imaging with respect to a good moving subject whose position within the imaging range of the moving subject is stable.

なお、上記各実施例では、パン方向での撮像範囲の移動について説明したが、同様の動作によって、図7に示すように、チルト方向に撮像範囲を移動させることもできる。   In each of the above-described embodiments, the movement of the imaging range in the pan direction has been described. However, as shown in FIG. 7, the imaging range can be moved in the tilt direction by a similar operation.

また、上記各実施例では、雲台機構と光学防振機構又は電子防振処理とを組み合わせて撮像範囲の位置を制御する場合について説明したが、互いに停止位置分解能が異なる2つの雲台機構を第1および第2の撮像範囲移動手段として組み合わせて用いてもよい。例えば、該2つの雲台機構のモータの種類を変えてもよいし(例えば、ステッピングモータとDCモータ)、同じ種類のモータ(ステッピングモータ)を使用して減速機の減速比率を異ならせてもよい。   In each of the above embodiments, the case where the position of the imaging range is controlled by combining the head mechanism and the optical image stabilization mechanism or the electronic image stabilization process has been described. A combination of the first and second imaging range moving means may be used. For example, the motor types of the two pan head mechanisms may be changed (for example, a stepping motor and a DC motor), or the same type of motor (stepping motor) may be used to vary the reduction ratio of the reduction gear. Good.

さらに、上記各実施例では、光学防振機構や電子防振処理を撮像範囲を移動させる手段として兼用する場合について説明したが、撮像範囲を移動させることができれば防振機能は必ずしも必要はない。   Further, in each of the above-described embodiments, the case where the optical image stabilization mechanism and the electronic image stabilization process are also used as means for moving the imaging range has been described, but the image stabilization function is not necessarily required as long as the imaging range can be moved.

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。   Each embodiment described above is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment in carrying out the present invention.

監視カメラシステム等の撮像システムにおいて、撮像範囲の設定自由度を高めることができる。 In an imaging system such as a surveillance camera system, the degree of freedom in setting an imaging range can be increased.

10 カメラ本体
11 マイクロコンピュータ
16 撮像素子
20 雲台機構
31 可変頂角プリズム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Camera body 11 Microcomputer 16 Image pick-up element 20 Pan head mechanism 31 Variable apex angle prism

Claims (6)

撮像範囲内の被写体を撮像して画像を生成する撮像装置と、
前記撮像範囲を移動させるように前記撮影装置の向きを変更する第1の撮像範囲移動手段と、
該第1の撮像範囲移動手段による前記撮像範囲の最小移動量よりも小さい移動量で前記撮像範囲を移動させることが可能な第2の撮像範囲移動手段と、
前記撮像範囲の移動指示に応じて前記第1の撮像範囲移動手段および前記第2の撮像範囲移動手段を動作させる制御手段とを有することを特徴とする撮像システム。
An imaging device that images a subject within an imaging range and generates an image;
First imaging range moving means for changing the orientation of the imaging device so as to move the imaging range;
Second imaging range moving means capable of moving the imaging range with a movement amount smaller than a minimum movement amount of the imaging range by the first imaging range moving means;
An imaging system comprising: control means for operating the first imaging range moving means and the second imaging range moving means in response to an instruction to move the imaging range.
前記制御手段は、前記移動指示が前記撮像範囲を前記第1の撮像範囲移動手段の動作によって前記最小移動量で移動させることが可能な2つの位置の間の目標位置に移動させる指示である場合において、前記第1の撮像範囲移動手段を動作させて前記撮像範囲を前記2つの位置のうち一方に移動させるとともに、前記第2の撮像範囲移動手段を動作させて前記目標位置に移動させることを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。 When the movement instruction is an instruction to move the imaging range to a target position between two positions that can be moved by the minimum movement amount by the operation of the first imaging range moving means. The first imaging range moving means is operated to move the imaging range to one of the two positions, and the second imaging range moving means is operated to move to the target position. The imaging system according to claim 1. 前記制御手段は、前記移動指示が前記撮像範囲を前記第1の撮像範囲移動手段の動作によって移動可能な前記最小移動量を超える範囲にわたって移動させる指示である場合において、前記第1の撮像範囲移動手段を動作させて前記撮像範囲を前記移動指示があった方向へ移動させるとともに、前記第2の撮像範囲移動手段を、前記撮像範囲内での前記被写体の位置が維持されるように動作させることを特徴とする請求項1に記載の撮像システム。 The control means moves the first imaging range when the movement instruction is an instruction to move the imaging range over a range exceeding the minimum movement amount that can be moved by the operation of the first imaging range moving means. And moving the imaging range in the direction in which the movement instruction is given, and operating the second imaging range moving unit so that the position of the subject in the imaging range is maintained. The imaging system according to claim 1. 前記第1の撮像範囲移動手段および前記第2の撮像範囲移動手段はともに、アクチュエータを駆動して前記撮影装置の向きを変更することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像システム。 4. The apparatus according to claim 1, wherein both the first imaging range moving unit and the second imaging range moving unit change an orientation of the imaging apparatus by driving an actuator. 5. Imaging system. 前記第1の撮像範囲移動手段は、アクチュエータを駆動して前記撮影装置の向きを変更し、
前記第2の撮像範囲移動手段は、前記撮像装置の向きを変更することなく光学的または電子的に前記撮像範囲を移動させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の撮像システム。
The first imaging range moving means drives an actuator to change the orientation of the imaging device,
The said 2nd imaging range moving means moves the said imaging range optically or electronically, without changing the direction of the said imaging device, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Imaging system.
前記第2の撮像範囲移動手段は、前記撮像装置の振動に伴う像振れを低減するための防振手段としても用いられることを特徴とする請求項5に記載の撮像システム。
The imaging system according to claim 5, wherein the second imaging range moving unit is also used as an image stabilization unit for reducing image blur due to vibration of the imaging apparatus.
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