JP4681899B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節機能を有する監視カメラ等の撮像装置及び撮像方法に関するものである。

従来から、監視カメラやビデオカメラ等においては、ＣＣＤ等の撮像素子から得られる輝度信号の広域成分が最大になるレンズ位置を合焦位置とする方式が用いられている。そして、撮像素子から得られる輝度信号の広域成分である焦点評価値が最大になる位置を合焦位置とする山登り方式や、測距範囲の全域に渡りレンズを駆動しながら焦点評価値を記憶し、記憶した値の最大値に相当するレンズ位置を合焦位置とするスキャンニング方式が知られている。

これらの方式では、通常では撮影画面に対して中央部分を測距枠とし、この範囲内の被写体に対して焦点評価値が最大になるレンズ位置を合焦位置としている。また、合焦可能領域の無限遠端から至近端までをスキャンニングし、合焦ポイントが２点以上存在する場合、即ち遠近競合の被写体の場合には、フォーカスレンズの合焦位置を無限遠優先、又は至近優先のモードに設定可能にし、撮影者がモード選択をすることにより所望の被写体にピントが合った画像を撮像する方法が知られている。

特開２００１−２５５４５０号公報

しかしながら監視カメラの場合には、上述のモードを設定していても、異なる焦点距離に被写体が２つ以上ある場合において、使用者の手間を掛けずに自動的合焦ポイントの被写体を使用者の所望とする撮影時間だけ撮像することができない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、異なる焦点距離に被写体が２つ以上ある場合においても、使用者の手間を掛けずに自動的に合焦ポイントの被写体を使用者の所望とする撮影時間だけ撮像を可能とする撮像装置及び撮像方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る撮像装置の技術的特徴は、被写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮像時間を計時する計時手段と、前記フォーカスレンズによって結像した前記被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段の出力信号から前記被写体像の輝度の高周波成分を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出した前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段と、前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置毎に使用者により設定された分単位の撮像時間だけ撮影を行うように前記駆動手段を制御する制御手段とを有することにある。

本発明に係る撮像方法の技術的特徴は、被写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮像時間を計時する計時手段と、前記フォーカスレンズによって結像の位置を調節した前記被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段の出力信号から前記被写体像の輝度の高周波成分を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出した前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段とを備えた撮像装置において、前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置毎に使用者により設定された分単位の撮像時間だけ撮影を行うように前記駆動手段を制御することを特徴とすることにある。

本発明に係る撮像装置及び撮像方法によれば、異なる距離に被写体が２つ以上ある場合や、被写体が変化した場合でも、時分割で各合焦位置を撮像することができ、使用者の手間を掛けずに自動的に所望の被写体を撮像できる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施例における撮像装置のブロック構成図を示し、フォーカスレンズ１の後方には、フォーカスレンズ１により結像した被写体からの反射光である被写体像を電気信号に変換する例えばＣＣＤから成る光電変換手段としての撮像素子２が配置されている。この撮像素子２の出力信号は、Ａ／Ｄ変換器３、画像処理プロセッサ４、入力された画像データの送信及び駆動命令を受信するインタフェース５を介して画像データを伝達するネットワーク６に接続され、更にネットワーク６にはデータの送受信を行うインタフェース７、画像データや操作画面を表示する記録媒体８、表示部９が順次に接続されている。

一方、撮像時間を計時する計時手段及び駆動モータ１３を制御する制御手段としてのＣＰＵ１０の出力は、タイミング信号を発生するタイミング信号発生回路１１を介して撮像素子２とＡ／Ｄ変換器３に接続され、更にフォーカスレンズ駆動回路１２を介してフォーカスレンズ１を駆動する駆動モータ１３に接続されている。

またＣＰＵ１０には、画像データに所定の処理を施す画像処理プロセッサ４、インタフェース５、監視モードと通常モードに切換えるモードスイッチ１４、ＣＰＵ１０で実行されるプログラムが記述されているプログラムメモリ１５、記憶されているプログラムに従ってＣＰＵ１０が処理を行う際に必要な各種データを書き込み及び読み出しするワークメモリ１６が接続されている。

図２は動作のフローチャート図を示している。先ずステップＳ１において、モードスイッチ１４の状態を判定し、監視モードがオフ即ち通常モードであればステップＳ２に進み、オートフォーカスによる通常の撮像処理を行う。監視モードがオンならばステップＳ３に進み、フォーカスレンズ１の合焦可能領域を無限遠端から至近端まで駆動させ、高周波成分から成る焦点評価値が最大となるような極大値位置を、インデックスｎに対応するレンズ位置としてワークメモリ１６に記憶する全域スキャンニング動作を行う。

インデックスの番号は初期値を０としておき、例えば図３に示すように極大値位置が３つ存在する場合には、無限遠側の極大値からインデックス１〜３の番号を付し、フォーカスレンズ１の位置を再記憶する。このスキャンニング動作は至近端から無限遠端までフォーカスレンズ１を駆動して行い、何れか一方を開始点、他方を終了点として行う。

続いて、ステップＳ４ではステップＳ３において記憶したインデックスの番号である極大値位置の個数ｎを判定し、ｎが２個以上の場合にはステップＳ５に進み、ｎが１個の場合はステップＳ２に進み、通常のオートフォーカス処理による撮像を行う。

ｎが０個の場合はステップＳ６に進み、表示合焦位置が抽出できない旨をエラーとして表示可能な表示部９に表示する。その後にステップＳ７において、前回つまり以前検出したフォーカス位置が記憶されているか否かを判断し、フォーカス位置が記憶されている場合はステップＳ５に、記憶されていない場合にはステップＳ２に進む。

ステップＳ５では、各極大値位置で撮像する時間、再スキャンニングする時間、無限遠側優先か至近側優先かを使用者が予め設定する。ここで設定する時間は、各極大値位置で同じか又は各極大値位置毎に異なるよう設定してもよい。図３において、撮像時間は例えば極大値位置Ａは５分、極大値位置Ｂは５分、極大値位置Ｃは１０分のように設定する。

続いて、ステップＳ８においてインデックスの番号が極大値個数ｎか否か、即ちｎが最大か否かを判断し、ＮＯの場合はステップＳ９に進み、インデックスをインクリメントし、ＹＥＳの場合はステップＳ１０に進み、ｎ＝１とする。続いてステップＳ１１では、インデックスの番号に対応する極大値位置をワークメモリ１６から取得し、その位置にフォーカスレンズ１を駆動し、ステップＳ１２において被写体を撮像した後にステップＳ１３に進み、使用者が設定した撮像時間が経過したか否かを判断する。

経過していない場合はステップＳ１２に戻って撮像を続け、経過した場合にはステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、再スキャンニングが必要か否かを判断し、必要でない場合にはステップＳ８に戻り、再スキャニングを行う場合にはステップＳ３に戻ってスキャンニング動作を行う。

このようにして、被写体の位置が変化しても自動的に合焦ポイントを見い出し、所望の合焦位置で撮像することができるので、監視カメラとしての効果を高めることができる。

また、上述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いはコンピュータが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、本発明が達成されることは云うまでもない。この場合には、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が、記述した実施例を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施例の機能が実施されるだけでなく、そのプログラムコード指示に基づいて、コンピュータ上で稼動しているオペレーティングシステム等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施例の機能が実現される場合も含まれることは云うまでもない。

撮像装置のブロック構成図である。 撮像処理動作のフローチャート図である。 撮像処理動作において取得した焦点評価値のグラフ図である。

符号の説明

１ フォーカスレンズ
２ 撮像素子
３ Ａ／Ｄ変換器
４ 画像処理プロセッサ
８ 記録媒体
９ 表示部
１０ ＣＰＵ
１１ タイミング信号発生回路
１４ モードスイッチ
１５ プログラムメモリ
１６ ワークメモリ

Claims (9)

1. 被写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮像時間を計時する計時手段と、前記フォーカスレンズによって結像した前記被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段の出力信号から前記被写体像の輝度の高周波成分を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出した前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段と、前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置毎に使用者により設定された分単位の撮像時間だけ撮影を行うように前記駆動手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記計時手段は所定の撮像時間を計時した場合に測距範囲の全域に渡り前記フォーカスレンズを駆動して、前記フォーカスレンズの位置を再記憶することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記抽出手段が前記高周波成分を抽出できない場合には、その旨を表示可能な表示部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記抽出手段が前記高周波成分を抽出できない場合には、以前検出した前記フォーカスレンズの位置に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 被写体像の焦点調節を行うフォーカスレンズと、該フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、撮像時間を計時する計時手段と、前記フォーカスレンズによって結像の位置を調節した前記被写体像を電気信号に変換する光電変換手段と、該光電変換手段の出力信号から前記被写体像の輝度の高周波成分を抽出する抽出手段と、該抽出手段により抽出した前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置を記憶する記憶手段とを備えた撮像装置において、前記高周波成分を表す信号が極大値をとるときの前記フォーカスレンズの位置毎に使用者により設定された分単位の撮像時間だけ撮影を行うように前記駆動手段を制御することを特徴とする撮像方法。
6. 前記計時手段は所定の撮像時間を計時した場合に測距範囲の全域に渡り前記フォーカスレンズを駆動して前記フォーカスレンズの位置を再記憶することを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
7. 前記抽出手段が前記高周波成分を抽出できない場合には、その旨を表示部に表示することを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
8. 前記抽出手段が前記高周波成分を抽出できない場合には、以前検出した前記フォーカスレンズの位置に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
9. 請求項５〜８の何れか１つの請求項に記載の撮像方法をプログラムとして記憶した記憶媒体。

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