JP6535378B2 - シーンを監視するカメラの焦点調節 - Google Patents

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Description

本発明は監視カメラの分野に関する。具体的には、このようなカメラの焦点調節に関する。
監視カメラは、屋内及び屋外の両方で様々な状況で使用される。多くの場合、シーン内の注目している任意の対象物を映し出す鮮明で有用な画像が提供されるように、カメラの焦点調節が迅速に行えることは重要である。
監視カメラの焦点を設定するために使用される自動焦点調節(オートフォーカス又はAF)の方式は、パッシブAF方式とアクティブAF方式の2つのグループに大別される。幾つかの一般的なパッシブAF方式は、焦点レンズ系の異なる設定に対して、カメラによって捕捉された画像のコントラスト分析、並びにコントラストの最も高い(又は、少なくとも高い)値をもたらす焦点位置の選択に基づいている。例えば、特別に設計された焦点ピクセルの使用など、位相差の検出に基づく他のパッシブAF方式も存在する。
アクティブAF方式は、レーダー又はレーザー距離計などの距離測定デバイスを使用した、監視しているシーンの対象物までの距離の測定に基づいている。カメラは、距離計によって測定された距離に焦点を合わせるように設定されている。アクティブAF方式は通常、コントラストベースのパッシブAF方式よりもはるかに速く、画像のコントラストが低い低光量環境でもうまく機能する。
レーザー距離計が使用される場合、赤外線(IR)スペクトルで動作する低インパクトレーザーは一般的な選択肢で、エネルギー効率のよい安全な選択肢をもたらす。監視カメラにはIR光を除去するフィルタ(いわゆる、IRカットフィルタ)が既に備わっているため、カメラによって捕捉される画像に映ることなくレーザーを使用することができる。
一部の監視カメラは、屋外に設置して、或いは光量の少ない屋内環境で使用されるように設計されているため、昼間機能と夜間機能の両方を提供する。昼間モードでは、人の眼が画像を見る際にIR光が画像の色を歪めないように、カメラのIRカットフィルタはIR光を除去するが、カメラが夜間モードにあるときには、IRカットフィルタは取り除かれ、これによって、カメラの光感度は0.001ルクス以下に到達しうる。700nmから約1000nmまでの範囲にわたる近赤外光は、人の眼に見える範囲を超えているが、ほとんどのカメラセンサはこれを検出して利用することができる。
したがって、昼間モードにあるときには、すなわち、シーン内の光量があるレベルを超えているときには、カメラはカラー画像を供給する。光量があるレベル未満に減少すると、カメラは高品質の白黒画像を提供するため、夜間モードに切り換えて近赤外(IR)光を利用する。
しかしながら、昼間機能と夜間機能を有するカメラにIRレーザー距離計を使用するアクティブAFが備わっているときには、IRカットフィルタを取り外すと、IRレーザーからの光が画像の中に映るという問題が発生する。この問題は、カメラが夜間モードで動作しているときには、IRレーザー距離計を無効にすることによって容易に解決される。しかしながら、特に上述のように、コントラスト測定に基づくパッシブAF方式は低光量環境では効率的でないため、この問題は別の方法で解決することが望ましい。
上記の観点から、本発明の目的は、昼間機能と夜間機能を有するカメラに対してアクティブAFの使用を可能にする焦点調節の方法を提供することにある。
本発明の第1の態様によれば、上記の目的は、シーンを監視するカメラであって昼間モードと夜間モードで動作可能なカメラの焦点調節の方法によって実現され、赤外線(IR)カットフィルタは、IR光が昼間モードにあるカメラに届くのを遮断し、IR光が夜間モードにあるカメラに届くのを可能にし、この方法は、
i)カメラが昼間モード又は夜間モードのどちらで動作しているかに関する入力を受信することと、
ii)カメラが昼間モードで動作している場合には昼間モード焦点調節を、また、カメラが夜間モードで動作している場合には夜間モード焦点調節を選択することであって、
a)昼間モード焦点調節は、基準距離を連続的に測定するため、IRレーザー距離計を制御することを含み、
b)夜間モード焦点調節は、焦点トリガ信号が起動されるのに応答して、所定の時間内に基準距離を測定するためだけにIRレーザー距離計を制御することを含む、選択することと、
iii)測定された基準距離に基づいてカメラの焦点距離を設定することと
を含む。
このようにして、IRレーザー距離計を使用したアクティブAFは、任意の主要な方式のカメラで捕捉される画像に影響を及ぼすIR光なしで、昼夜を問わずカメラの動作時に利用することができる。これは次に、夜間でも正確な焦点を実現する時間を大幅にスピードアップする。
本方法は更に、シーンの光量レベルを測定するステップを含んでもよく、カメラは、光量レベルが所定の閾値を超える場合には、昼間モードで動作し、光量レベルが所定の閾値を下回る場合には、夜間モードで動作するように制御されうる。
光量レベルは、カメラで捕捉された画像の輝度を評価すること、或いはシーンの光量レベルの測定を行う露出計によって測定されうる。このように、光量条件が変化する中で高品質な画像を捕捉するため、カメラは関連する入力を受け取ってもよい。
IRレーザー距離計は、900〜910nmの波長を有する、好ましくは905nmの波長を有するIRレーザーパルスを放出することによって、基準距離を測定しうる。IRスペクトルのこの部分を使用することで、レーザーがいかなる有害な放射線も放出しないばかりか、最も一般的な監視状況下で、注目している距離の範囲内において、レーザー距離計によって距離の測定が実行可能であることが確実になる。また、IR光の使用は、昼間モードではカメラによって捕捉される画像にレーザー光が映らないことを明らかに示している。
夜間モードでの焦点調節時にレーザー距離計が基準距離を測定する所定の時間は、0.1〜0.5秒になりうる。一般的に、レーザー距離計はこの時間内に基準距離を見出すことができるが、カメラによって捕捉される画像に及ぼす影響はわずかである。このような短い時間を利用するということはまた、このような短時間で捕捉された画像に基づいた画像捕捉及び画像符号化のために、カメラにはパラメータ適合を開始する時間的余裕がないことを意味する。
カメラはオプションにより、所定の時間内に捕捉された画像を破棄してもよい。例えば、カメラは所定の時間が始まる直前に捕捉した画像を代わりに使用することがある。カメラの画像は静止しているように見えるが、これは極めて短時間の画像だから、見る者にはほとんど気づかれない。これは更に、IRレーザー距離計からの光を含む画像に基づいた画像捕捉及び画像符号化のために、何らかのパラメータを適合させるカメラのリスクを低減する。
焦点トリガ信号の起動は、カメラの動きの停止を示す入力、カメラの焦点再調節を要求するユーザーインターフェースからの入力、シーン内の所定の変化を示す画像アナライザからの入力、及び所定のタイムスケジュールに従ってカメラの焦点再調節を始動するように構成された焦点再調節スケジューリングユニットからの入力、のうちの一又は複数に基づきうる。
カメラの動きの停止を示す入力は次に、カメラの運動センサから、好ましくは加速度計及びジャイロセンサのうちの一又は複数からカメラの動きが停止したことを示す入力を受信すること、カメラのパンチルト運動が停止したことを示すパンチルトモーターからの入力を受信すること、シーンに関連してカメラの動きが停止したことを示す画像アナライザからの入力を受信すること、のうちの一又は複数を含む。
これらのオプションはすべて、カメラの焦点が調節を必要とする可能性が高い状況、並びに、IRレーザー距離計を使用して基準距離を得ることができる有益な状況の例である。既に利用可能な、或いは容易に提供されるカメラの機能及び特徴に基づいて、様々な入力が容易に見出される。
焦点調節の方法は、カメラによって捕捉された画像のコントラスト測定に基づいて、カメラの焦点距離の調節を実行することを含みうる。すなわち、コントラストベースのパッシブAFアルゴリズムは、レーザー距離計による基準距離測定に基づいて設定された焦点距離に基づいて、カメラの焦点設定を更に微調節するために使用されうる。このようなコントラストベースのパッシブ焦点調節方式はより正確な焦点設定をもたらし、このステップはカメラによって捕捉される画像の鮮明さ、及びその結果として画質を更に改善する。
本発明の第2の態様によれば、上記の目的は、シーンを監視するように構成されたカメラであって、
昼間モードにあるカメラには赤外線(IR)光が届くのを遮断するように構成され、夜間モードにあるカメラにはIR光が届くように構成されたIRカットフィルタと、
カメラの焦点距離を設定するための焦点調節ユニットであって、IRレーザー距離計を備える焦点調節ユニットと
を含むカメラによって実現され、
焦点調節ユニットは、
カメラが昼間モード又は夜間モードのどちらで動作しているかに関する入力を受信し、
カメラが昼間モードで動作している場合には昼間モード焦点調節を、カメラが夜間モードで動作している場合には夜間モード焦点調節を選択し、
昼間モード焦点調節では、焦点調節ユニットは基準距離を連続的に測定するため、IRレーザー距離計を制御するように構成されており、
夜間モード焦点調節では、焦点調節ユニットは、焦点トリガ信号が起動されるのに応答して、所定の時間内に基準距離を測定するためだけにIRレーザー距離計を制御するように構成されており
測定された基準距離に基づいてカメラの焦点距離を設定する。
カメラは更に、カメラの視野がパン及びチルトのうちの少なくとも1つの方向に動かされるように、カメラを動かすように構成されたパンチルトモーターを備える。
第2の態様は一般的に、第1の態様と同じ特徴及び利点を有しうる。別途明示的に記載されない限り、本発明が特徴の可能な組み合わせすべてに関するものであることを更に留意すべきである。
一般的に、特許請求の範囲で使用されるすべての用語は、本書において特別に規定されない限り、当技術分野における通常の意味にしたがって解釈されるものである。ユニット、イベント、信号、ステップなどに不定冠詞又は定冠詞「a/an/the」を付けた参照はすべて、別途明示的に記載されない限り、前記ユニット、イベント、信号、ステップなどの少なくとも一例を参照することとして広義に解釈されるべきである。
本発明の上記及び追加の目的、特徴、利点は、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態の以下の例示的かつ非限定的な詳細説明を通して、より明確に理解されるであろう。図面では類似要素に対して同じ参照番号が使用されている。
レーザー距離計及びIRカットフィルタを備えるカメラを示す。 カメラの焦点調節の方法を示す。
これより、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、本発明をより網羅的に説明する。本書で開示されるシステム及びデバイスは、動作中のものが説明されることになる。
図1は監視カメラ100を概略的に示している。カメラはシーンを監視するように構成されており、画像捕捉ユニット102及び画像処理ユニット104を備える。画像捕捉ユニット102によって捕捉された画像は画像処理ユニット104によって処理される。画像処理ユニット104は、画像のノイズ除去及びその他の向上に加えて、ビデオ動画検知や画像の符号化を行うように構成されうる。画像処理ユニットの構成要素はソフトウェア又はハードウェアで具現化されうる。
画像捕捉ユニット102は、焦点調節ユニット106及び画像センサ108を備える。焦点調節ユニットはIRレーザー距離計110を備える。一又は複数の焦点調節レンズも提供される(簡略化のため図には示していない)。焦点調節ユニットは更に、焦点調節ユニットの動作を制御するため、ソフトウェア又はハードウェアで具現化される構成要素を備える。
画像捕捉ユニットはまた、IRカットフィルタ112を含む。IRカットフィルタは、赤外線(IR)光を除去する光学フィルタである。IRカットフィルタ112の位置にある両方向矢印は、IRカットフィルタが、IR光がカメラに(より正確には画像センサ108に)届くのを遮断する第1の位置と、IR光がカメラに(より正確には画像センサ108に)届くのを可能にする第2の位置との間で、動かされうることを示す記号である。図1では、IRカットフィルタ112は焦点調節ユニット106の前に配置されて描かれているが、他の構成では、IRカットフィルタは焦点調節ユニット106と画像センサ108との間に配置されうる。遮断位置と非遮断位置との間でフィルタを物理的に動かすのではなく、IRカットフィルタは、選択された波長を通すか通さないかを電子的に制御されうる調整可能な光学フィルタとしても実装されうる。
カメラ100は昼間機能と夜間機能を有する。すなわち、カメラは昼間モードと夜間モードで動作可能である。カメラが昼間モードで動作するときには、IRカットフィルタはIR光がカメラに届くのを遮断するが、これはカメラによって提供される画像にはいかなるIR入力も映らないことを意味する。一方、夜間モードでは、IRフィルタはIR光がカメラに届くように設定され、これによって、カメラがIR入力を含む画像を提供できるようにする。既に述べたように、夜間モードではカメラは光に対して更に敏感になるが、一方で白黒画像しか提供しない。
カメラは通常、シーンの光量に基づいて昼間モードと夜間モードを自動的に切り換えることが可能で、これにより、光量が閾値を超えるときには昼間モードが選択され、そうでないときには夜間モードが選択される。シーンの光量は捕捉された画像の輝度に基づいて決定可能であるが、典型的には、画像処理プロセッサによって、或いは専用の露出計を使用した光量レベルの測定によって決定される。露出計は、露出計116によって概略的に描かれているようにカメラの一部であってもよく、或いはカメラの外部、例えば、監視されたシーンの関連する部分に配置されてもよい。昼間モードと夜間モードを切り換える他の手段、あらかじめ決められたスケジュール、ユーザー入力又はその他のイベントに基づくモード切り換えなども提供されうる。
通常、焦点調節ユニット106は、シーン或いはそのうちの少なくとも選択された部分の鮮明な画像をカメラが捕捉できるように、焦点距離を設定する一又は複数の焦点レンズを動かすことによってカメラの焦点調節を行うように構成されている。既に述べたように、カメラは、コントラストベースのパッシブ焦点調節方式、又はアクティブ焦点調節方式、或いは両者の組み合わせを使用しうる。本願では、IRレーザーパルスを放出し、反射パルスの移動時間を測定することによって、シーン内の対象物までの基準距離を測定するIRレーザー距離計110がカメラに備わっている。次に基準距離は、焦点距離を設定する焦点調節ユニットによって使用される。焦点調節ユニットの焦点レンズの設定は、焦点距離に対して所定の関係性を有し、典型的には、焦点レンズの位置は、焦点距離が基準距離に設定されるように調整される。
IRレーザー距離計110は通常、カメラの現在の視野の中心領域にあるシーン内の一部に向かってレーザーパルスを放出するように設定されている。これはここがシーンの中でユーザーが最も注目している部分になるからである。IRレーザーパルスに対する一般的な波長の選択は900〜910nmで、905nmが最も一般的な選択となる。
カメラが昼間モード又は夜間モードのどちらで動作しているかに基づいて、焦点調節ユニットはその動作に対して昼間モード焦点調節又は夜間モード焦点調節を選択する。昼間モード焦点調節では、カメラが測定された基準距離に基づいて焦点距離の設定を連続的に行えるように、IRレーザー距離計は基準距離を連続的に測定する。焦点調節ユニットはまた、基準距離に基づいて設定された焦点距離近辺で付加的な焦点の微調整を行いうる。これは、わずかに異なる焦点距離で得られる画像のコントラス測定などの、パッシブAF方式に基づいていてもよい。
カメラが夜間モードで動作しているときには、焦点調節ユニットは夜間モード焦点調節を選択する。このモードでは、レーザーは所定の時間だけ、焦点トリガ信号に応答して動作される。所定の時間が終了すると、新しい焦点トリガ信号が起動されない限り、IRレーザー距離計はいかなるレーザーパルスも放出しない。すなわち、カメラの焦点調節ユニットは、焦点トリガ信号が再度起動されるまで、IRレーザー距離計から新しい基準距離を受け取らない。
IRレーザー距離計のこの動作方法は、カメラの焦点再調節が必要となる可能性が高い状況で、コントラストベースのパッシブAF方式しか利用できない場合と比較して、カメラの焦点調節が大幅に速いという利点を維持しつつ、レーザーからのIR光が捕捉された画像への影響を可能な限り少なくすることを意味する。夜間モード焦点調節で基準距離を測定する所定の時間は、0.1〜0.5秒などのように極めて短いことが好ましい。30fpsのフレームレートでは、IR光は3〜15画像フレームにのみ、言い換えるならば、非常に少ないフレーム数にのみ存在する。
オプションとして、カメラは、IRレーザーがレーザーパルスを放出している短い時間に捕捉される画像フレームを破棄するように設定されてもよい。カメラから送られた画像ストリームは、ユーザーには気づかれない可能性が最も高い極めて短い時間だけ静止しているように見える。カメラは、例えば、所定の時間が始まる直前に捕捉される画像フレームを単純に再送するように設定されうる。
カメラ100は更に、カメラの視野がパン(通常は、水平)又はチルト(標準的には、垂直)のうちの少なくとも1つの方向に動かされるように、カメラ100を動かすように構成されたパンチルトモーター114を含む。パンチルトモーターの制御は、例えば、シーンの選択された部分を見るため、ユーザーがカメラに指示するユーザーインターフェースを介して行われる。別のオプションでは、パンチルトモーターは、複数の事前に設定された位置の間など、所定の警護経路に従って、或いは他の何らかのタイプの事前に計画された命令に従って、カメラの視野を動かすように制御される。パンチルトモーターはまた、シーンの一部の動きを検出するPIRセンサなど、外部センサからのトリガに基づいてカメラを動かすように設定されうる。
焦点トリガ信号は、停止されるカメラの動き、通常はパン又はチルトのうちの少なくとも1つの方向へのカメラの視野の動きに基づいて、起動される。一般的な状況では、視野がシーンの新しい部分をカバーするように、パンチルトモーターはカメラを動かし、停止させる。移動前の焦点設定は、この状況ではもはや正しくないことが多く、すなわち、カメラは不鮮明な画像を提供している。この状況では、迅速に焦点を取り戻すことが重要で、そのため、パンチルトモーターの動きが停止されたことが確認されたときには、焦点トリガ信号は起動される。したがって、焦点トリガ信号は、カメラの動き、典型的にはパンチルト運動が停止されたことを示す入力に基づきうる。次に、IRレーザー距離計は所定の時間内に迅速に基準距離を測定し、この距離は焦点距離を設定するために使用される。付加的なコントラストベースのパッシブ焦点調節が次に行われてもよい。
利用できる時間が短いため、IRレーザー距離計によって得られる基準距離測定値は完全とは言えないが、何らかの基準距離測定値を有するのであれば、焦点がコントラストベースのAF方式だけを利用して設定される状況と比較して、鮮明な画像を実現するための時間は大幅に短縮される。この完全とは言えない可能性のある基準距離に基づいてほぼ正確な焦点距離を設定できることはまた、シーン内の強力な光源によってコントラストに基づく焦点調節がほぼ不可能な状況では、大きな利点となる。
パンチルトモーターの動きの停止に関する入力は、パンチルトモーターのコントローラからなど、パンチルトモーター自体から受け取られてもよいが、このような動き及びその停止は、カメラの動きを感知する加速度計又はジャイロセンサなどの運動センサによって、検出することもできる。別のオプションでは、シーンとの関連でカメラに動きがあるかどうか、また、このような動きが停止されたかどうかを判断するため、画像処理ユニットからの、より詳細には画像解析からの入力を使用する。このような解析を実行する画像処理ユニットの部分は画像アナライザと称されることがあり、ハードウェア又はソフトウェアに実装されてもよく、また、動き及び動きの停止は、例えば、複数の連続画像フレーム間の比較に基づいて判断されうる。
カメラの動きの停止を示す入力以外の他の入力はまた、焦点トリガ信号を起動するためにも使用されうる。入力は、ユーザーがカメラの焦点再調節を行う要求を入力するユーザーインターフェースから受信可能である。別のオプションでは、ある種の所定の変化、又は事象が発生したことを示す、シーンの画像の解析に基づいて、焦点トリガ信号が起動される。画像処理ユニットは、この変化又は事象を検出するため、画像アナライザと称されるユニットを使用して、この解析を再度実行してもよい。このユニットはハードウェア又はソフトウェアに実装されてもよく、シーンとの関連でカメラの動きの停止を検出するために使用されるユニットと同一であることもあれば、同一でないこともある。所定の変化は、例えば、現時点では注目していないシーンの一部に対象物が入ってくることであってもよい。カメラの外部にあるセンサ、例えば、対象物の動きを検出するPIRセンサからの入力のような付加的な入力は、焦点トリガ信号の起動に使用することができる。
図2は、本発明の実施形態による方法200を示している。ステップ202では、カメラが昼間モードにあるか夜間モードにあるかを示す入力が受信される。カメラが昼間モードにある場合には、ステップ204で昼間モード焦点調節が選択され、カメラ夜間モードにある場合には、ステップ206で夜間モード焦点調節が選択される。昼間モード焦点調節が選択された場合には、IRレーザー距離計はステップ208で基準距離を連続的に測定し、また、夜間モード焦点調節が選択された場合には、IRレーザー距離計はステップ210で焦点トリガ信号が起動されるのに応答して、所定の時間内に基準距離だけを測定する。最後に、ステップ212では、カメラの焦点距離は、測定された基準距離に基づいて設定される。上述のように、コントラストベースのパッシブAF方式によって、カメラの焦点設定を微調整する付加的なステップも行われうる。
当業者は、上述の実施形態を多くの方法で修正し、かつ、上記の実施形態において示されている本発明の利点を依然として使用することが可能であることを、理解するであろう。したがって、本発明は、図示した実施形態に限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。加えて、当業者が理解しているように、示された実施形態は組み合わされてもよい。

Claims (11)

  1. シーンを監視し、昼間モードと夜間モードで動作可能なカメラ(100)の焦点調節の方法であって、赤外線(IR)カットフィルタ(112)が、IR光が前記昼間モードにある前記カメラ内の画像センサに届くのを遮断し、IR光が前記夜間モードにある前記カメラ内の画像センサに届くのを可能にしており、前記方法は、
    i)前記カメラが前記昼間モード又は前記夜間モードのどちらで動作しているかに関する入力を受信するステップ(202)と、
    ii)前記カメラが前記昼間モードで動作している場合には昼間モード焦点調節を、また、前記カメラが前記夜間モードで動作している場合には夜間モード焦点調節を選択するステップ(204、206)
    a)前記昼間モード焦点調節として、基準距離を連続的に測定するため、IRレーザー距離計(110)を制御するステップ(208)
    及び
    b)前記夜間モード焦点調節として、焦点トリガ信号が起動されるのに応答して、所定の時間内に前記基準距離を測定するためだけに前記IRレーザー距離計を制御することを含むステップ(210)
    のいずれか上記「ii)」のステップにて選択された一方と、
    iii)前記測定された基準距離に基づいて前記カメラの焦点距離を設定するステップ(212)とを含む、焦点調節の方法。
  2. 前記シーンの光量レベルを測定するステップ、並びに、前記光量レベルが所定の閾値を超える場合には前記昼間モードで動作し、前記光量レベルが所定の閾値を下回る場合には前記夜間モードで動作するように前記カメラを制御することを更に含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記光量レベルは、前記カメラによって捕捉された画像の輝度を評価すること、或いは前記シーンの前記光量レベルの測定を行う露出計(116)によって測定される、請求項2に記載の方法。
  4. 前記IRレーザー距離計が、900〜910nmの波長を有する、好ましくは905nmの波長を有するIRレーザーパルスを放出することによって、前記基準距離を測定す、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記所定の時間は0.1〜0.5秒である、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記カメラが、前記所定の時間内に捕捉された画像を破棄す、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記カメラの動きの停止を示す入力、
    前記カメラの焦点再調節を要求するユーザーインターフェースからの入力、
    前記シーン内の所定の変化を示す画像アナライザからの入力、及び
    所定のタイムスケジュールに従って前記カメラの焦点再調節を始動するように構成された焦点再調節スケジューリングユニットからの入力
    のうちの一又は複数に基づいて焦点トリガ信号を起動するステップを更に含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記カメラのパンチルト運動の停止を示す入力に基づいて前記焦点トリガ信号を起動するステップは、
    カメラの運動センサから、好ましくは加速度計及びジャイロセンサのうちの一又は複数から、前記カメラの動きが停止したことを示す入力を受信すること、
    前記カメラの動きが停止したことを示すパンチルトモーター(114)からの入力を受信すること、
    前記シーンに関連して前記カメラの動きが停止したことを示す画像アナライザからの入力を受信すること
    のうちの一又は複数を含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記カメラによって捕捉された画像のコントラスト測定に基づいて、前記カメラの前記焦点距離の調節を実行することを更に含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
  10. シーンを監視するように構成されたカメラ(100)であって、
    昼間モードにある前記カメラ内の画像センサにはIR光が届くのを遮断するように構成され、夜間モードにある前記カメラ内の画像センサにはIR光が届くように構成された赤外線(IR)カットフィルタ(112)と、
    前記カメラの焦点距離を設定するための焦点調節ユニット(106)であって、IRレーザー距離計(110)を備える焦点調節ユニット(106)とを含み、
    前記焦点調節ユニットは、
    −前記カメラが前記昼間モード又は夜間モードで動作しているかについて入力を受信し、
    −前記カメラが前記昼間モードで動作している場合には昼間モード焦点調節を、前記カメラが前記夜間モードで動作している場合には夜間モード焦点調節を選択し、
    ・前記昼間モード焦点調節では、前記焦点調節ユニットは基準距離を連続的に測定するため、前記IRレーザー距離計を制御するように構成されており、
    ・前記夜間モード焦点調節では、前記焦点調節ユニットは、焦点トリガ信号が起動されるのに応答して、所定の時間内に前記基準距離を測定するためだけに前記IRレーザー距離計を制御するように構成されており
    −前記測定された基準距離に基づいて前記カメラの前記焦点距離を設定する
    ように構成されている、シーンを監視するように構成されたカメラ(100)。
  11. 前記カメラの視野がパン及びチルトのうちの少なくとも1つの方向に動かされるように、前記カメラを動かすように構成されたパンチルトモーターを更に備える、請求項10に記載のカメラ。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018068505A1 (zh) * 2016-10-13 2018-04-19 华为技术有限公司 终端设备、对焦方法及装置
US20180234617A1 (en) * 2017-02-15 2018-08-16 John Przyborski Motion camera autofocus systems
KR20190117176A (ko) * 2018-04-06 2019-10-16 삼성전기주식회사 적외선 카메라 모듈, 이의 이미지 센서 및 전자 기기
JP7169863B2 (ja) * 2018-12-03 2022-11-11 キヤノン株式会社 撮像装置及びその制御方法、及び演算方法
JP6732059B1 (ja) * 2019-01-18 2020-07-29 パナソニックi−PROセンシングソリューションズ株式会社 カメラ装置およびカメラ装置の撮像制御方法
JP7368822B2 (ja) * 2019-05-31 2023-10-25 i-PRO株式会社 カメラパラメータ設定システムおよびカメラパラメータ設定方法
CN110708463B (zh) * 2019-10-09 2021-08-24 Oppo广东移动通信有限公司 对焦方法、装置、存储介质及电子设备
WO2023214766A1 (ko) * 2022-05-04 2023-11-09 한화비전 주식회사 거리정보 생성 장치 및 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005242105A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Victor Co Of Japan Ltd 撮像装置
US20080174691A1 (en) 2007-01-19 2008-07-24 Quality Vision International Inc. Strobed image acquisition guided by range sensor
CN101873425A (zh) * 2009-04-27 2010-10-27 上海乐金广电电子有限公司 监控用摄像机的焦距偏离补偿装置及方法
KR20100125675A (ko) * 2009-05-21 2010-12-01 삼성테크윈 주식회사 감시 카메라의 제어 방법 및 이를 채용한 감시 카메라
KR101599806B1 (ko) * 2009-09-28 2016-03-04 엘지전자 주식회사 감시용 카메라의 포커스 조정 장치 및 방법
JP5471550B2 (ja) 2010-02-10 2014-04-16 ソニー株式会社 撮像装置、撮像装置の制御方法及びプログラム
US20140063261A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Pocket Optics, LLC Portable distance measuring device with a laser range finder, image sensor(s) and microdisplay(s)
KR102124832B1 (ko) * 2013-04-03 2020-06-19 삼성전자주식회사 카메라의 오토 포커스 시스템과 이를 이용한 카메라 장치
KR20150145596A (ko) * 2014-06-20 2015-12-30 (주)이즈소프트 이동체용 빛공해 측정장치 및 이를 이용한 빛공해 측정방법
KR20160059815A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 주식회사 아이디스 감시 카메라 및 초점 제어 방법
US11240421B2 (en) 2015-04-10 2022-02-01 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for defocus reduction using laser autofocus
CN204836402U (zh) * 2015-07-29 2015-12-02 山东神戎电子股份有限公司 一种适用于小型飞行器的激光夜视仪
JP6860656B2 (ja) * 2016-05-18 2021-04-21 オキーフェ, ジェームスO’KEEFEE, James 車両の形状に適応したダイナミックステアドlidar

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