JP5779910B2 - Infrared camera and focus position correction method - Google Patents

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Description

本発明は、赤外線カメラ及び焦点位置補正方法に関し、特に、空気の屈折率の変化による影響を受けやすい屋外で使用する赤外線カメラ及び当該赤外線カメラにおける焦点位置補正方法に関する。   The present invention relates to an infrared camera and a focus position correction method, and more particularly to an infrared camera used outdoors that is easily affected by a change in the refractive index of air and a focus position correction method in the infrared camera.

近年、夜間の防犯等を目的として、人体が放射する赤外線を検出する赤外線カメラが広く利用されている。この赤外線カメラでは、入射光を集光するレンズの材料として、一般的に赤外線の透過率が高いゲルマニウムが使用されるが、このゲルマニウムレンズは、温度の変化によって屈折率が大きく変化する。そのため、赤外線カメラを収納する筐体内に温度調節機能を設けて温度変化を抑制したり、レンズの材料として、温度変化に対する屈折率の変化が小さいシリコン等を使用したりする方法が用いられる。   In recent years, infrared cameras that detect infrared rays emitted by a human body have been widely used for the purpose of nighttime crime prevention. In this infrared camera, germanium, which generally has a high infrared transmittance, is used as a lens material for condensing incident light. The refractive index of this germanium lens varies greatly with changes in temperature. Therefore, a method is used in which a temperature adjustment function is provided in a housing that houses the infrared camera to suppress a temperature change, or silicon or the like that has a small change in refractive index with respect to a temperature change is used as a lens material.

しかしながら、筐体内に温度調節機能を設けると、筐体のサイズが大きくなり、また、赤外線カメラの価格も高くなるという問題が生じる。また、シリコン等の材料は、ゲルマニウムに比べて遠赤外域の透過率が低いため、赤外線カメラの性能が低下するという問題が生じる。   However, when the temperature adjustment function is provided in the housing, there arises a problem that the size of the housing is increased and the price of the infrared camera is increased. In addition, since materials such as silicon have a lower transmittance in the far infrared region than germanium, there arises a problem that the performance of the infrared camera is deteriorated.

このような問題に対して、下記特許文献1には、カメラと、入射光を集束して該カメラに入射させるレンズと、該レンズまたは該レンズの近傍の温度を検出する温度センサと、該レンズの焦点距離を補正するフォーカス駆動部と、前記フォーカス駆動部を制御する制御部とを備え、前記温度センサが検出した温度に応じて、フォーカス駆動部を駆動して前記焦点距離を補正するカメラ装置が開示されている。   With respect to such a problem, the following Patent Document 1 discloses a camera, a lens that focuses incident light and enters the camera, a temperature sensor that detects the temperature of the lens or the vicinity of the lens, and the lens. A camera device that includes a focus drive unit that corrects the focal length of the lens and a control unit that controls the focus drive unit, and drives the focus drive unit according to the temperature detected by the temperature sensor to correct the focal length Is disclosed.

特開2003−131106号公報JP 2003-131106 A

上記特許文献1に記載された従来の手法は、レンズ材質から屈折率の温度係数を調べ、予めメモリに焦点位置の補正量を格納し、温度変化量に応じて適切な補正量をメモリから送信するというものであるが、この手法では、実際の運用で不可欠となる空気の屈折率の変化による影響を考慮していないため、精度の高い安定した焦点位置の検出ができないという問題があった。   In the conventional method described in Patent Document 1, the temperature coefficient of the refractive index is checked from the lens material, the focal position correction amount is stored in the memory in advance, and an appropriate correction amount is transmitted from the memory according to the temperature change amount. However, this method does not consider the influence of the change in the refractive index of air, which is indispensable in actual operation, and thus has a problem that it is impossible to detect the focus position with high accuracy and stability.

すなわち、空気の屈折率は、波長、気温、湿度等に依存し、カメラと被写体の間における空気の密度ムラは、環境条件によって様々に変化するため、従来の手法におけるレンズの温度変化による屈折率変化のみに特化した焦点位置の補正だけでは、正確な焦点位置を検出することができないという問題があった。   In other words, the refractive index of air depends on the wavelength, temperature, humidity, etc., and the uneven density of air between the camera and the subject varies depending on the environmental conditions. There is a problem in that an accurate focal position cannot be detected only by correcting the focal position specialized only for the change.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、空気の屈折率が変化する環境で使用する場合であっても、高精度に焦点位置を検出して高精細な赤外線画像を取得することができる赤外線カメラ及び焦点位置補正方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to detect a focal position with high accuracy and to achieve high definition even when used in an environment where the refractive index of air changes. Another object of the present invention is to provide an infrared camera and a focus position correction method capable of acquiring a simple infrared image.

上記目的を達成するため、本発明は、被写体から放射される赤外線を集光するレンズと、前記レンズによって集光された赤外線を検出して映像信号を出力するカメラと、前記レンズの温度を検出する温度センサと、前記レンズを光軸方向に移動させて焦点位置を調整する焦点位置調整部と、前記焦点位置調整部を制御する制御部と、を備える赤外線カメラにおいて、前記制御部は、予め記憶した、前記レンズの温度と前記焦点位置とを対応付けるテーブルを参照し、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記焦点位置を補正した後、前記レンズを光軸方向に移動させ、前記映像信号のコントラストが最大となる位置に前記焦点位置を再補正する制御を行うものであり、前記制御部は、前記映像信号の出力電圧のピーク値を取得するピークホールド部と、前記ピーク値をA/D変換するA/D変換部と、前記レンズを光軸方向に所定の範囲で移動させた時の各位置の前記ピークを比較し、前記ピーク値が最大となる位置を焦点位置として特定する演算部と、を備える構成とすることができる。 To achieve the above object, the present invention provides a lens that collects infrared rays emitted from a subject, a camera that detects infrared rays collected by the lens and outputs a video signal, and detects the temperature of the lenses. In the infrared camera, comprising: a temperature sensor that adjusts a focal position by moving the lens in the optical axis direction; and a control unit that controls the focal position adjustment unit ; the stored, by referring to the table associating the temperature and the focal position of the lens, after the temperature sensor has correcting the focal position based on the detected temperature, transfer is moving in the optical axis direction the lens, the image performs control the contrast of the signal is re-correcting the focal position to a position of maximum, the control unit, peak to get the peak value of the output voltage of the video signal A peak portion, an A / D conversion portion for A / D converting the peak value, and the peak at each position when the lens is moved in a predetermined range in the optical axis direction, the peak value is the maximum And a calculation unit that identifies the position to be a focal position.

また、本発明は、被写体から放射される赤外線を集光するレンズと、前記レンズによって集光された赤外線を検出して映像信号を出力するカメラと、前記レンズの温度を検出する温度センサと、前記レンズを光軸方向に移動させて焦点位置を調整する焦点位置調整部と、を備える赤外線カメラにおける焦点位置補正方法であって、予め記憶した、前記レンズの温度と前記焦点位置とを対応付けるテーブルを参照し、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記焦点位置を補正する第1ステップと、前記レンズを光軸方向に移動させ、前記映像信号のコントラストが最大となる位置に焦点位置を再補正する第2ステップと、を実行するものであり、前記第2ステップでは、前記レンズを光軸方向に所定の範囲で移動させた時の各位置の前記映像信号の出力電圧のピーク値を比較し、前記ピーク値が最大となる位置を焦点位置として特定する構成とすることができる。
The present invention also includes a lens that collects infrared rays emitted from a subject, a camera that detects infrared rays collected by the lens and outputs a video signal, a temperature sensor that detects the temperature of the lens, a focal position correction method in the infrared camera and a focus position adjusting section that adjusts the moved focal position the lens in the optical axis direction, and stored in advance, associating the temperature and the focal position of said lens table refers to the a first step of correcting the focus position based on the temperature the temperature sensor detects, the lens is moved in the optical axis direction, the focal position to a position where the contrast of the image signal is maximum A second step of re-correction. In the second step, the projection at each position when the lens is moved in a predetermined range in the optical axis direction is performed. Comparing the peak value of the output voltage of the signal, the peak value can be configured to identify a focal position position of maximum.

本発明の赤外線カメラ及び焦点位置補正方法によれば、空気の屈折率が変化する環境で使用する場合であっても、高精度に焦点位置を検出して高精細な赤外線画像を取得することができる。   According to the infrared camera and the focal position correction method of the present invention, it is possible to detect a focal position with high accuracy and acquire a high-definition infrared image even when used in an environment where the refractive index of air changes. it can.

その理由は、赤外線を検出して映像信号を出力するカメラと、赤外線を集光してカメラに入射するレンズと、レンズを光軸方向に移動させて焦点位置を調整する焦点位置調整部と、レンズの温度を検出する温度センサと、制御部と、を備える赤外線カメラにおいて、制御部に、カメラから出力される映像信号の出力電圧のピーク値を取得するピークホールド部と、ピーク値をA/D変換するA/D変換部と、焦点位置を補正する演算部と、を設け、演算部は、温度センサが検出したレンズの温度に基づいて、予め記憶したテーブルを参照して焦点位置を補正した後、その焦点位置から所定範囲でレンズを移動させた時の各位置のピーク値を比較し、ピーク値が最大となる位置に焦点位置を補正する制御を行うからである。   The reason is that a camera that detects infrared rays and outputs a video signal, a lens that collects infrared rays and enters the camera, a focal position adjustment unit that adjusts a focal position by moving the lens in the optical axis direction, In an infrared camera including a temperature sensor that detects the temperature of a lens and a control unit, a peak hold unit that acquires a peak value of an output voltage of a video signal output from the camera, a peak value that is A / An A / D conversion unit that performs D conversion and a calculation unit that corrects the focal position are provided, and the calculation unit corrects the focal position with reference to a previously stored table based on the temperature of the lens detected by the temperature sensor. After that, the peak values at the respective positions when the lens is moved within the predetermined range from the focal position are compared, and control is performed to correct the focal position at a position where the peak value is maximum.

本発明の一実施例に係る赤外線カメラのカメラ部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the camera part of the infrared camera which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る赤外線カメラの制御部の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the control part of the infrared camera which concerns on one Example of this invention. 従来(特開2003−131106号公報)の赤外線カメラのカメラ部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the camera part of the infrared camera of the former (Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-131106). 従来(特開2003−131106号公報)の赤外線カメラの制御部の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of the control part of the conventional (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-131106) infrared camera.

特許文献1(特開2003−131106号公報)に開示される従来の赤外線カメラについて説明する。図3は、従来の赤外線カメラのカメラ部の構成を示すブロック図であり、カメラ部110は、赤外線をカメラに集光するゲルマニウムからなるレンズ120、入射した赤外線を検出して映像信号に変換するカメラ130、制御部140、フォーカスを調整するための電動モータ150、フォーカスリングの位置を検出するためのポテンショメータ160、レンズ120近傍の温度を検出するための温度センサ170などで構成される。そして、電動モータ150、ポテンショメータ160、温度センサ170は、制御部140に接続される。   A conventional infrared camera disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-131106 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the camera unit of a conventional infrared camera. The camera unit 110 detects a lens 120 made of germanium that collects infrared rays on the camera, detects incident infrared rays, and converts them into video signals. The camera 130, the control unit 140, the electric motor 150 for adjusting the focus, the potentiometer 160 for detecting the position of the focus ring, the temperature sensor 170 for detecting the temperature near the lens 120, and the like. Electric motor 150, potentiometer 160, and temperature sensor 170 are connected to control unit 140.

図3のカメラ部110におけるフォーカス位置の補正機能を、図4のブロック図を用いて説明する。図4は、図3のカメラ部110の制御部140の構成を示すブロック図である。制御部140は、演算部141、記憶部142、操作部143などで構成される。そして、ポテンショメータ160の抵抗値と温度センサ170が検知する温度は、演算部141に出力されるようになっている。   The focus position correction function in the camera unit 110 of FIG. 3 will be described with reference to the block diagram of FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the control unit 140 of the camera unit 110 of FIG. The control unit 140 includes a calculation unit 141, a storage unit 142, an operation unit 143, and the like. Then, the resistance value of the potentiometer 160 and the temperature detected by the temperature sensor 170 are output to the calculation unit 141.

図4において、オペレータは、操作部143を用いて、カメラ130を設置した時の周囲温度で撮影したい場所のフォーカスを設定する。このときの位置検出用のポテンショメータ160の抵抗値と温度センサ170の出力値(温度)とを、演算部141を介して記憶部142に記憶する。演算部141は、常時、温度センサ170の出力値を監視し、所定の値以上の温度変化が生じたとき、温度変化量に対するフォーカスリング位置補正量を計算し、フォーカス駆動用の電動モータ150の動作を開始させる。そして、ポテンショメータ160の抵抗値を監視し、電動モータ150の開始前の抵抗値との差が制御するフォーカスリング位置補正量と一致した時点で、電動モータ150の動作を停止させる。   In FIG. 4, the operator uses the operation unit 143 to set the focus of the place where the user wants to shoot at the ambient temperature when the camera 130 is installed. The resistance value of the position detection potentiometer 160 and the output value (temperature) of the temperature sensor 170 at this time are stored in the storage unit 142 via the calculation unit 141. The operation unit 141 constantly monitors the output value of the temperature sensor 170, calculates a focus ring position correction amount with respect to the temperature change amount when a temperature change of a predetermined value or more occurs, and calculates the focus drive electric motor 150. Start operation. Then, the resistance value of the potentiometer 160 is monitored, and the operation of the electric motor 150 is stopped when the difference from the resistance value before the start of the electric motor 150 coincides with the controlled focus ring position correction amount.

このように、特許文献1に記載された従来の赤外線カメラは、あらかじめ記憶された温度変化に応じた焦点補正のみを考慮しており、実際の運用面で不可欠となる空気の屈折率の変化による影響を考慮していないため、精度の高い安定した焦点位置の検出が得られないという問題があった。   As described above, the conventional infrared camera described in Patent Document 1 considers only focus correction according to a temperature change stored in advance, and is based on a change in the refractive index of air that is indispensable in actual operation. Since the influence is not taken into consideration, there is a problem that it is impossible to obtain a stable and accurate focus position.

そこで、本発明の一実施の形態では、レンズと被写体間の空気の屈折率の影響を考慮し、より高精度な映像を得るために、映像信号の出力電圧の最大ピーク値を検出することによる二段階の補正を行い、温度変化により生じるフォーカスぼけを補正できるようにする。   Therefore, in an embodiment of the present invention, the maximum peak value of the output voltage of the video signal is detected in order to obtain a more accurate image in consideration of the influence of the refractive index of air between the lens and the subject. A two-stage correction is performed so that a focus blur caused by a temperature change can be corrected.

具体的には、フォーカスぼけが大きくなるほどコントラスト値が減少していく特性を利用し、特許文献1に記載された手法において、温度変化が生じた時に、焦点位置の補正を行った後、その位置からフォーカスリングを所定の範囲で前後させ、映像信号の出力電圧のピーク値が最大となる(すなわち、映像信号のコントラストが最大となる)位置を特定し、その位置を最終的な焦点位置とする。   Specifically, using the characteristic that the contrast value decreases as the focus blur increases, in the method described in Patent Document 1, when a temperature change occurs, the focus position is corrected, and then the position is corrected. The focus ring is moved back and forth within a predetermined range, the position where the peak value of the output voltage of the video signal is maximized (that is, the contrast of the video signal is maximized) is specified, and that position is set as the final focus position. .

このように、特許文献1に記載された従来の赤外線カメラに、本実施形態の動作を実現する機能を追加することによって、空気の屈折率が如何様に変化しても精度の高い安定した焦点位置の検出が可能となる。   Thus, by adding the function for realizing the operation of the present embodiment to the conventional infrared camera described in Patent Document 1, a stable focus with high accuracy regardless of how the refractive index of air changes. The position can be detected.

上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る赤外線カメラ及び焦点位置補正方法について、図1及び図2を参照して説明する。   In order to describe the above-described embodiment of the present invention in more detail, an infrared camera and a focal position correction method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は、本実施例の赤外線カメラのカメラ部の構成を示すブロック図であり、図3と同様に、カメラ部10は、レンズ20、カメラ30、制御部40、焦点位置調整部(電動モータ50及びポテンショメータ60)、温度センサ70などで構成される。   FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of the camera unit of the infrared camera according to the present embodiment. As in FIG. 3, the camera unit 10 includes a lens 20, a camera 30, a control unit 40, a focal position adjustment unit (electric motor). 50, a potentiometer 60), a temperature sensor 70, and the like.

レンズ20は、ズームレンズやフォーカスレンズ、絞りなどで構成され、被写体から放射される赤外線をカメラ30に集光する。カメラ30は、レンズ20を介して入射した赤外線を検出する赤外線センサ(単素子のセンサを2次元にスキャンする構成でもよいし、リニアアレイセンサを1次元にスキャンする構成でもよいし、2次元アレイセンサでもよい。)、検出した赤外線を2次元の赤外画像の映像信号に変換する信号処理部などで構成され、映像信号を図示しない画像処理部に出力すると共に、制御部40に出力する。制御部40は、CPU(Central Processing Unit)とROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などのメモリとで構成され、カメラ部10全体の動作を制御する。電動モータ50は、制御部40の制御信号により動作するモータであり、レンズ20を光軸方向に移動させて焦点位置を調整する。ポテンショメータ60は、レンズ20の位置(フォーカスリングの角度)を検出する手段であり、位置(角度)に応じた抵抗値を制御部40に出力する。温度センサ70は、熱電対などで構成され、レンズ20近傍の温度を検出し、温度に応じた信号を制御部40に出力する。   The lens 20 includes a zoom lens, a focus lens, a diaphragm, and the like, and collects infrared rays emitted from the subject on the camera 30. The camera 30 may be an infrared sensor that detects infrared rays incident through the lens 20 (a single-element sensor may be scanned two-dimensionally, a linear array sensor may be scanned one-dimensionally, or a two-dimensional array. It may be a sensor), and is configured by a signal processing unit that converts the detected infrared light into a two-dimensional infrared image video signal. The video signal is output to an image processing unit (not shown) and output to the control unit 40. The control unit 40 includes a CPU (Central Processing Unit) and a memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), and controls the operation of the entire camera unit 10. The electric motor 50 is a motor that operates in accordance with a control signal from the control unit 40, and adjusts the focal position by moving the lens 20 in the optical axis direction. The potentiometer 60 is a means for detecting the position (angle of the focus ring) of the lens 20 and outputs a resistance value corresponding to the position (angle) to the control unit 40. The temperature sensor 70 is configured by a thermocouple or the like, detects the temperature near the lens 20, and outputs a signal corresponding to the temperature to the control unit 40.

図2は、本実施例の赤外線カメラの制御部40の機能を示すブロック図であり、制御部40は、演算部41、記憶部42、操作部43、ピークホールド部44、A/D変換部45などで構成される。   FIG. 2 is a block diagram illustrating functions of the control unit 40 of the infrared camera according to the present embodiment. The control unit 40 includes a calculation unit 41, a storage unit 42, an operation unit 43, a peak hold unit 44, and an A / D conversion unit. 45 or the like.

演算部41は、温度センサ70からレンズ20近傍の温度を取得し、レンズ20の各温度化に対するフォーカスリングの補正量を規定するテーブルを参照して、フォーカスリングの位置補正量を計算し、その位置補正量に基づいてフォーカス駆動用の電動モータ50の動作を制御する。また、ピークホールド部44から映像信号の出力電圧のピーク値を取得して比較し、ピーク値が最大となる(すなわち、映像信号のコントラストが最大となる)フォーカスリングの位置補正量を計算し、その位置補正量に基づいてフォーカス駆動用の電動モータ50の動作を制御する。記憶部42は、ポテンショメータ60の抵抗値、温度センサ70の出力値、上記テーブルなどを記憶する。操作部43は、フォーカスを設定する操作などを可能にする。ピークホールド部44は、カメラ30から受信した映像信号の出力電圧のピーク値(赤外画像全面若しくは赤外線が入射しない領域以外の領域の出力電圧のピーク値)を検出する。A/D変換部45は、検出したピーク値をデジタル化して演算部41に出力する。   The calculation unit 41 obtains the temperature in the vicinity of the lens 20 from the temperature sensor 70, refers to a table that defines the correction amount of the focus ring for each temperature of the lens 20, calculates the position correction amount of the focus ring, Based on the position correction amount, the operation of the focus driving electric motor 50 is controlled. Further, the peak value of the output voltage of the video signal is acquired from the peak hold unit 44 and compared, and the position correction amount of the focus ring that maximizes the peak value (that is, the contrast of the video signal is maximized) is calculated. Based on the position correction amount, the operation of the electric motor 50 for driving the focus is controlled. The storage unit 42 stores the resistance value of the potentiometer 60, the output value of the temperature sensor 70, the above table, and the like. The operation unit 43 enables an operation for setting a focus. The peak hold unit 44 detects the peak value of the output voltage of the video signal received from the camera 30 (the peak value of the output voltage in a region other than the entire infrared image region or the region where infrared rays are not incident). The A / D conversion unit 45 digitizes the detected peak value and outputs the digitized value to the calculation unit 41.

図2において、先ず、オペレータは、操作部43を操作して、撮影したい場所のフォーカスを設定する。このとき、フォーカスリングが回転し、カメラ30から制御部40に映像信号が送信される。カメラ30から映像信号を受信したピークホールド部44は、映像信号の出力電圧のピーク値を検出し、A/D変換部45は、このピーク値をデジタル化して演算部41に送信する。   In FIG. 2, first, the operator operates the operation unit 43 to set the focus of the place where the photograph is desired. At this time, the focus ring rotates and a video signal is transmitted from the camera 30 to the control unit 40. The peak hold unit 44 that has received the video signal from the camera 30 detects the peak value of the output voltage of the video signal, and the A / D conversion unit 45 digitizes the peak value and transmits it to the calculation unit 41.

演算部41は、最大ピーク値を認識すると、最大ピーク値における位置検出用のポテンショメータ60の抵抗値を取得し、フォーカス駆動用の電動モータ50に停止信号を送信する。この時の位置検出用のポテンショメータ60の抵抗値と温度センサ70の出力値は、演算部41を介して記憶部42に記憶される。このようにしてレンズ20の初期位置が決定される。   When recognizing the maximum peak value, the calculation unit 41 acquires the resistance value of the position detecting potentiometer 60 at the maximum peak value, and transmits a stop signal to the electric motor 50 for driving the focus. At this time, the resistance value of the position detecting potentiometer 60 and the output value of the temperature sensor 70 are stored in the storage unit 42 via the calculation unit 41. In this way, the initial position of the lens 20 is determined.

次に、演算部41は、常時、温度センサ70の出力値を監視し、予め記憶した、レンズ20の各温度化に対するフォーカスリングの補正量を規定するテーブルを記憶部42から取得する。そして、温度センサ70から取得した温度と上記テーブルとに基づいて、温度変化量に対するフォーカスリングの位置補正量を計算し、位置補正量に基づいてフォーカス駆動用の電動モータ50の動作を開始させる。そして、演算部41は、ポテンショメータ60の抵抗値を監視し、電動モータ50の開始前のポテンショメータ60の抵抗値との差が制御するフォーカスリングの位置補正量と一致した時点で、電動モータ50の動作を停止させる。   Next, the calculation unit 41 constantly monitors the output value of the temperature sensor 70 and acquires from the storage unit 42 a pre-stored table that defines the correction amount of the focus ring for each temperature of the lens 20. Based on the temperature acquired from the temperature sensor 70 and the table, the position correction amount of the focus ring with respect to the temperature change amount is calculated, and the operation of the focus driving electric motor 50 is started based on the position correction amount. Then, the calculation unit 41 monitors the resistance value of the potentiometer 60, and when the difference from the resistance value of the potentiometer 60 before the start of the electric motor 50 coincides with the position correction amount of the focus ring to be controlled, Stop operation.

上記制御による位置補正が完了すると、演算部41は、ピークホールド部44からの信号をA/D変換部45を介して受信できる状態となり、先に完了した補正位置からある所定量で前後してフォーカスリングが動作するように、電動モータ50に信号を送信する。カメラ30から映像信号を受信したピークホールド部44は、映像信号の出力電圧のピーク値を検出し、A/D変換部45は、このピーク値をデジタル化して演算部41に送信する。   When the position correction by the above control is completed, the calculation unit 41 can receive the signal from the peak hold unit 44 via the A / D conversion unit 45, and moves back and forth by a predetermined amount from the previously completed correction position. A signal is transmitted to the electric motor 50 so that the focus ring operates. The peak hold unit 44 that has received the video signal from the camera 30 detects the peak value of the output voltage of the video signal, and the A / D conversion unit 45 digitizes the peak value and transmits it to the calculation unit 41.

演算部41は、ピーク値を比較し、最大ピーク値を認識すると、最大ピーク値における位置検出用のポテンショメータ60の抵抗値を取得し、電動モータ50に停止信号を送信する。この時の位置検出用のポテンショメータ60の抵抗値と温度センサ70の出力値は、演算部41を介して記憶部42に記憶される。これが最終的な補正位置となる。これ以降に温度変化が生じた場合、同様の動作を行い、補正位置が決定される。   When the calculation unit 41 compares the peak values and recognizes the maximum peak value, the calculation unit 41 acquires the resistance value of the position detecting potentiometer 60 at the maximum peak value and transmits a stop signal to the electric motor 50. At this time, the resistance value of the position detecting potentiometer 60 and the output value of the temperature sensor 70 are stored in the storage unit 42 via the calculation unit 41. This is the final correction position. When a temperature change occurs thereafter, the same operation is performed to determine the correction position.

このように、本実施例の赤外線カメラでは、演算部41は、温度センサ70が検出したレンズ20の温度に基づいて、予め記憶したテーブルを参照して焦点位置を補正した後、その焦点位置から所定範囲でレンズ20を移動させた時の、各位置の映像信号の出力電圧のピーク値を取得して比較し、ピーク値が最大となる(すなわち、映像信号のコントラストが最大となる)位置に焦点位置を補正する制御を行うため、空気の屈折率が変化する環境で使用する場合であっても、高精度に焦点位置を検出することができ、高精細な赤外画像を取得することができる。   As described above, in the infrared camera according to the present embodiment, the calculation unit 41 corrects the focal position with reference to the table stored in advance based on the temperature of the lens 20 detected by the temperature sensor 70, and then starts from the focal position. When the lens 20 is moved within a predetermined range, the peak value of the output voltage of the video signal at each position is obtained and compared, and the peak value is maximized (that is, the contrast of the video signal is maximized). Since the control for correcting the focal position is performed, the focal position can be detected with high accuracy and a high-definition infrared image can be obtained even when used in an environment where the refractive index of air changes. it can.

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の方法による焦点位置補正が可能な限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configuration and control thereof can be appropriately changed as long as the focus position correction by the method of the present invention is possible.

例えば、上記実施例では、赤外線カメラについて説明したが、空気の屈折率の変化による影響を受けやすい環境で使用する任意の波長を検出するカメラに対して、同様に適用することができる。   For example, although the infrared camera has been described in the above embodiment, the present invention can be similarly applied to a camera that detects an arbitrary wavelength used in an environment that is easily affected by a change in the refractive index of air.

本発明は、空気の屈折率の変化による影響を受けやすい環境で使用するカメラ、特に、屋外で使用する赤外線カメラ及び当該赤外線カメラを用いた焦点位置補正方法に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a camera used in an environment that is easily affected by a change in the refractive index of air, particularly an infrared camera used outdoors and a focus position correction method using the infrared camera.

10 カメラ部
20 レンズ
30 カメラ
40 制御部
50 駆動モータ
60 ポテンショメータ
70 温度センサ
41 演算部
42 記憶部
43 操作部
44 ピークホールド部
45 A/D変換部
110 カメラ部
120 レンズ
130 カメラ
140 制御部
150 駆動モータ
160 ポテンショメータ
170 温度センサ
141 演算部
142 記憶部
143 操作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Camera part 20 Lens 30 Camera 40 Control part 50 Drive motor 60 Potentiometer 70 Temperature sensor 41 Calculation part 42 Memory | storage part 43 Operation part 44 Peak hold part 45 A / D conversion part 110 Camera part 120 Lens 130 Camera 140 Control part 150 Drive motor 160 Potentiometer 170 Temperature sensor 141 Calculation unit 142 Storage unit 143 Operation unit

Claims (4)

被写体から放射される赤外線を集光するレンズと、前記レンズによって集光された赤外線を検出して映像信号を出力するカメラと、前記レンズの温度を検出する温度センサと、前記レンズを光軸方向に移動させて焦点位置を調整する焦点位置調整部と、
前記焦点位置調整部を制御する制御部と、を備える赤外線カメラにおいて、
前記制御部は、
予め記憶した、前記レンズの温度と前記焦点位置とを対応付けるテーブルを参照し、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記焦点位置を補正した後、前記レンズを光軸方向に移動させ、前記映像信号のコントラストが最大となる位置に前記焦点位置を再補正する制御を行い、被写体と前記赤外線カメラの間の空気の屈折率変化による焦点位置の変化を補正する、ことを特徴とする赤外線カメラ。
A lens that collects infrared rays emitted from a subject, a camera that detects infrared rays collected by the lens and outputs a video signal, a temperature sensor that detects the temperature of the lens, and an optical axis direction of the lens A focal position adjustment unit that adjusts the focal position by moving to
In an infrared camera comprising a control unit that controls the focal position adjustment unit,
The controller is
The pre-stored table that associates the temperature of the lens and the focal position is referred to, and after correcting the focal position based on the temperature detected by the temperature sensor, the lens is moved in the optical axis direction, and the video infrared camera contrast signals have line control to re-correct the focal position to a position of maximum, to correct the change in the focal position due to the refractive index change of the air between said object infrared camera, characterized in that .
前記制御部は、前記映像信号の出力電圧のピーク値を取得するピークホールド部と、前記ピーク値をA/D変換するA/D変換部と、前記レンズを光軸方向に所定の範囲で移動させた時の各位置の前記ピークを比較し、前記ピーク値が最大となる位置を焦点位置として特定する演算部と、を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の赤外線カメラ。   The control unit includes a peak hold unit that acquires a peak value of an output voltage of the video signal, an A / D conversion unit that performs A / D conversion on the peak value, and the lens that moves within a predetermined range in the optical axis direction. The infrared camera according to claim 1, further comprising: a calculation unit that compares the peaks at the respective positions when the peak values are made and specifies a position where the peak value is maximized as a focal position. 被写体から放射される赤外線を集光するレンズと、前記レンズによって集光された赤外線を検出して映像信号を出力するカメラと、前記レンズの温度を検出する温度センサと、前記レンズを光軸方向に移動させて焦点位置を調整する焦点位置調整部と、を備える赤外線カメラにおける焦点位置補正方法であって、
予め記憶した、前記レンズの温度と前記焦点位置とを対応付けるテーブルを参照し、前記温度センサが検出した温度に基づいて前記焦点位置を補正する第1ステップと、
前記レンズを光軸方向に移動させ、前記映像信号のコントラストが最大となる位置に焦点位置を再補正することで、被写体と前記赤外線カメラの間の空気の屈折率変化による焦点位置の変化を補正する、第2ステップと、を実行することを特徴とする焦点位置補正方法。
A lens that collects infrared rays emitted from a subject, a camera that detects infrared rays collected by the lens and outputs a video signal, a temperature sensor that detects the temperature of the lens, and an optical axis direction of the lens A focal position adjustment unit for adjusting the focal position by moving to a focal position correction method in an infrared camera,
A first step of referring to a pre-stored table associating the temperature of the lens and the focal position and correcting the focal position based on the temperature detected by the temperature sensor;
By moving the lens in the optical axis direction and re-correcting the focal position to the position where the contrast of the video signal is maximized, the change in the focal position due to the change in the refractive index of air between the subject and the infrared camera is corrected. And a second step of performing a focal position correction method.
前記第2ステップでは、
前記レンズを光軸方向に所定の範囲で移動させた時の各位置の前記映像信号の出力電圧のピーク値を比較し、前記ピーク値が最大となる位置を焦点位置として特定する、ことを特徴とする請求項3に記載の焦点位置補正方法。
In the second step,
The peak value of the output voltage of the video signal at each position when the lens is moved in a predetermined range in the optical axis direction is compared, and the position where the peak value is maximum is specified as the focal position. The focal position correction method according to claim 3.
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