KR20060063725A - 촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을기록한 기록 매체 - Google Patents

촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을기록한 기록 매체 Download PDF

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후미까즈 고바야시
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명은, 촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것으로, 예를 들면 감시 장치에 적용하여, 이너포커스 방식에 의한 렌즈 등을 이용한 촬상 장치에 관해서, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킨다. 본 발명은, 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도와, 이 줌 렌즈의 위치에서의 주된 촬상 범위와의 비교에 의해, 평가값을 이용한 오토 포커스 제어와, 캠커브에 의한 포커스 제어를 절환한다.
줌 렌즈, 포커스 렌즈, 촬상 소자, 컨트롤러, 검파 회로

Description

촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체{IMAGE PICKUP DEVICE, METHOD FOR CONTROLLING IMAGE PICKUP DEVICE, PROGRAM OF METHOD FOR CONTROLLING IMAGE PICKUP DEVICE, AND RECORDING MEDIUM CONTAINING PROGRAM OF METHOD FOR CONTROLLING IMAGE PICKUP DEVICE THEREON}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치에서의 컨트롤러의 처리 수순을 나타내는 플로우차트.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 촬상 장치를 도시하는 블록도.
도 3은 캠커브를 나타내는 특성 곡선도.
도 4는 초점 심도의 설명에 제공하는 개략 선도.
도 5는 포커스 제어의 절환의 설명에 제공하는 특성 곡선도.
도 6은 도 1의 계속의 처리 수순을 나타내는 플로우차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 촬상 장치
2 : 렌즈
2a : 줌 렌즈
2b : 포커스 렌즈
3 : 촬상 소자
7 : 컨트롤러
8 : 신호 처리 회로
9 : 검파 회로
특허 문헌 1 : 일본 특허 2966458호 명세서
본 발명은, 촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것으로, 예를 들면 감시 장치에 적용할 수 있다. 본 발명은, 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도와, 이 줌 렌즈의 위치에서의 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위와의 비교에 의해, 평가값을 이용한 오토 포커스 제어와, 캠커브에 의한 포커스 제어를 절환함으로써, 이너포커스 방식에 의한 렌즈 등을 이용한 촬상 장치에 관해서, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킨다.
종래, 비디오 카메라 등의 촬상 장치는, 오토 포커스 제어의 기능이 설치되어 있다. 여기서 오토 포커스 제어는, 예를 들면 일본 특허 2966458호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 촬상 결과로부터 주파수가 높은 신호 성분을 추출하여 적분함으로써, 합초의 정도를 나타내는 평가값을 계산하고, 이 평가값을 이용한 소 위 등산 방식에 의해 포커스 렌즈를 가동하여 합초 상태를 형성한다.
또한 이러한 촬상 장치는, 이너포커스 방식의 렌즈가 사용되어 형상이 소형으로 형성된다. 또한 이너포커스 방식의 렌즈는, 줌 업, 줌 다운 시에, 피사체까지의 거리인 피사체 거리에 따라서, 줌 렌즈에 대하여 포커스 렌즈를 올바른 위치로 유지하는 것이 필요함으로써, 이너포커스 방식의 촬상 장치에서는, 오토 포커스 제어와의 조합에 의해, 줌 렌즈에 대하여 포커스 렌즈를 올바른 위치 관계로 유지하고, 이에 따라 원하는 피사체를 배율에 의해 촬상할 수 있도록 형성되어 있다.
그런데 이 종류의 촬상 장치는, 감시 장치에 이용되는 경우가 있다. 이 경우, 촬상 장치는, 장시간, 연속하여 사용되어, 필요에 따라 원격 제어에 의해 줌 업, 줌 다운하여 사용된다.
이러한 경우에, 소위 등산 방식에 의한 오토 포커스 제어를 실행하면, 포커스 조정 기구를 매우 장시간, 연속하여 가동하여 혹사하게 되어, 포커스 조정 기구에 과대한 부담이 걸려, 포커스 조정 기구의 신뢰성이 급격히 저하하는 문제가 있다.
본 발명은 이상의 점을 고려하여 이루어진 것으로, 이너포커스 방식에 의한 렌즈 등을 이용한 촬상 장치에 관해서, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있는 촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체를 제안하려고 하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해서 청구항 1의 발명에서는, 촬상 장치에 적용하여, 렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와, 상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과, 상기 영상 신호의 처리에 의해 합초의 정도를 나타내는 평가값을 출력하는 검파 수단과, 상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와, 상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 제어 수단을 구비하고, 상기 제어 수단은, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하고, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동한다.
또한 청구항 3의 발명에서는, 렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와, 상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과, 상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와, 상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 제어 수단을 구비한 촬상 장치의 제어 방법에 적용하여, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 초점 심도를 계산하는 초점 심도 계산 스텝과, 상기 초점 심도 계산 스텝에 의해 얻어지는 초점 심도와, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬 상 범위를 비교하는 비교 스텝과, 상기 비교 스텝에 의한 비교 결과에 기초하여, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 촬상 결과의 합초의 정도를 나타내는 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 오토 포커스 제어 스텝과, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 캠커브에 의한 포커스 제어 스텝을 갖도록 한다.
또한 청구항 4의 발명에서는, 촬상 장치에 설치된 제어 수단에 소정의 처리 수순을 실행시키는 촬상 장치의 제어 프로그램에 적용하여, 상기 촬상 장치는, 렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와, 상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과, 상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와, 상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 상기 제어 수단을 구비하고, 상기 처리 수순은, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 초점 심도를 계산하는 초점 심도 계산 스텝과, 상기 초점 심도 계산 스텝에 의해 얻어지는 초점 심도와, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위를 비교하는 비교 스텝과, 상기 비교 스텝에 의한 비교 결과에 기초하여, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 촬상 결과의 합초의 정도를 나타내는 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 오토 포커스 제어 스텝과, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 캠커브에 의한 포커스 제어 스텝을 갖도록 한다.
또한 청구항 5의 발명에서는, 촬상 장치에 설치된 제어 수단에 소정의 처리 수순을 실행시키는 촬상 장치의 제어 프로그램을 기록한 기록 매체에 적용하고, 상기 촬상 장치는, 렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와, 상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과, 상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와, 상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 상기 제어 수단을 구비하고, 상기 처리 수순은, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 초점 심도를 계산하는 초점 심도 계산 스텝과, 상기 초점 심도 계산 스텝에 의해 얻어지는 초점 심도와, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위를 비교하는 비교 스텝과, 상기 비교 스텝에 의한 비교 결과에 기초하여, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 촬상 결과의 합초의 정도를 나타내는 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 오토 포커스 제어 스텝과, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 캠커브에 의한 포커스 제어 스텝을 갖도록 한다.
청구항 1의 구성에 의해, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하여, 상기 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈 를 가동하면, 캠커브에 의해 포커스 제어하는 만큼, 오토 포커스 제어의 시간을 짧게 할 수 있어, 그 만큼, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다. 또 이러한 캠커브에 의해 포커스 제어하는 경우가, 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 줌 렌즈의 위치에서의 촬상 범위보다 큰 경우인 것에 의해, 필요하게 되는 촬상 범위에 대해서는, 흐려짐을 방지할 수 있어, 이에 따라 실용상 충분히 포커스 제어할 수 있다.
이에 따라 청구항 3, 청구항 4, 청구항 5의 구성에 따르면, 이너포커스 방식에 의한 렌즈 등을 이용한 촬상 장치에 관해서, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있는 촬상 장치, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공할 수 있다.
<실시 형태>
이하, 적절하게 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상술한다.
[실시예 1]
(1) 실시예의 구성
도 2는, 본 발명의 실시예에 따른 촬상 장치를 도시하는 블록도이다. 이 촬상 장치(1)는, 감시 장치를 구성하여, 오퍼레이터의 조작에 응동하여 도시하지 않은 원격 제어 장치로부터 입력되는 원격 제어 신호 SC에 응동하여 렌즈(2)를 구동하여 촬상 결과를 얻고, 이 촬상 결과에 의한 비디오 신호 SV를 송출한다.
여기서 촬상 장치(1)에서, 렌즈(2)는, 입사광을 계속되는 촬상 소자(3)의 촬 상면에 집광한다. 여기서 렌즈(2)는, 이너포커스 방식의 줌 렌즈 이며, 줌 렌즈(2a)의 촬상 소자(3)측에 포커스 렌즈(2b)가 설치되고, 이들 줌 렌즈(2a), 포커스 렌즈(2b)가 각각 모터(5a, 5b)에 의해 전후로 가동하도록 유지되고, 이들 모터(5a, 5b)가 컨트롤러(7)의 제어에 의해 모터 드라이버(4)에 의해 구동된다. 또한 렌즈(2)는, 줌 렌즈(2a), 포커스 렌즈(2b)의 위치를 위치 검출 센서(6a, 6b)에 의해 검출할 수 있도록 형성되고, 이 위치 검출 센서(6a, 6b)에 의한 위치 검출 결과가 컨트롤러(7)에 통지된다. 이들에 의해 렌즈(2)는, 컨트롤러(7)의 제어에 의해 배율을 가변하고, 또한 피사체 거리를 가변하도록 작성된다. 또한 렌즈(2)는, 도시하지 않은 조리개가 마찬가지의 컨트롤러(7)의 제어에 의해 가변하도록 형성된다.
촬상 소자(3)는, 예를 들면 CCD(Charge Coupled Device) 고체 촬상 소자에 의해 형성되고, 촬상 결과에 의한 촬상 신호 S1을 출력한다.
신호 처리 회로(8)는, 이 촬상 소자(3)로부터 출력되는 촬상 신호 S1을 처리하여 비디오 신호 SV를 출력한다. 즉 신호 처리 회로(8)에서, AGC 회로(8a)는, 촬상 신호 S1의 신호 레벨을 보정하여 출력하고, 계속되는 아날로그 디지털 변환 회로(ADC)(8b)는, 이 AGC 회로(8a)로부터 출력되는 촬상 신호를 아날로그 디지털 변환 처리하고, 이에 따라 화상 데이터를 생성한다. 신호 처리부(8c)는, 이 화상 데이터를 니 처리, 감마 보정 처리, 화이트 밸런스 조정 처리 등하여 비디오 신호 SV를 생성한다. 이들에 의해 이 촬상 장치(1)에서는, 컨트롤러(7)에 의해 렌즈(2)를 구동하여 설정되는 촬영의 조건에 의해, 원하는 피사체를 촬상하여 비디오 신호 SV를 출력한다.
검파 회로(9)는, 이 비디오 신호 SV를 처리하여 합초의 정도를 나타내는 평가값 S2를 출력한다. 즉 검파 회로(9)에서, 고역 통과 필터 회로(HPF)(9a)는, 비디오 신호 SV보다 주파수가 높은 신호 성분을 추출하여 출력하고, 적분 회로(9b)는, 이 고역 통과 필터 회로(9a)의 출력 신호를 적분하여 평가값 S2를 출력한다.
컨트롤러(7)는, 이 촬상 장치(1)의 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터이며, 도시하지 않은 메모리에 기록된 제어 프로그램의 실행에 의해, 신호 처리 회로(8)로부터 출력되는 비디오 신호 SV의 휘도 레벨에 기초하여 렌즈(2)의 조리개를 제어하고, 또한 원격 제어 장치로부터 입력되는 원격 제어 신호 SC에 의해 렌즈(2)를 가동한다. 이 일련의 처리에서, 컨트롤러(7)는, 검파 회로(9)로부터 출력되는 평가값 S2를 이용한 등산법에 의한 오토 포커스 제어에 의해, 또는 캠커브에 의해, 포커스 렌즈(2b)를 가동한다. 이 때문에 컨트롤러(7)는, 도 3에 특성 곡선에 의해 도시한 바와 같이, 캠커브에 의해 렌즈(2)를 가동 가능하게 캠커브 데이터를 메모리(10)에 유지한다.
또 이 실시예에서, 이 컨트롤러(7)의 처리에 제공하는 제어 프로그램은, 이 촬상 장치(1)에 사전에 인스톨되어 제공되지만, 이러한 사전의 인스톨에 의한 제공 대신에, 인터넷 등의 네트워크를 통한 다운로드에 의해 제공하도록 하여도 되고, 또한 기록 매체를 통하여 인스톨하도록 하여도 된다. 또 이러한 기록 매체에 있어서는, 광 디스크, 자기 디스크, 메모리 카드 등, 여러가지의 기록 매체를 널리 적용할 수 있다.
여기서 캠커브는, 일정한 피사체 거리에서 합초를 계속하는 것을 구속 조건 으로 한, 줌 렌즈(2a)와 포커스 렌즈(2b)와의 위치 관계를 나타내는 특성 곡선이며, 포커스 커브라고도 한다. 이너포커스 방식의 렌즈에서는, 이 캠커브가 피사체 거리에 따라서 변화하는 특징이 있다. 촬상 장치(1)는, 이 캠커브에 따라서 줌 렌즈(2a)와 포커스 렌즈(2b)를 연동하여 가동시킴으로써, 원하는 피사체 거리에 대하여 합초한 상태에서, 줌 인, 줌 아웃할 수 있어, 이에 따라 줌 트랙킹할 수 있다.
컨트롤러(7)는, 소정의 피사체 거리마다, 캠 커브 데이터가 메모리(10)에 기록된다. 이에 따라 이 도 3의 예에서는, 피사체 거리 1〔㎝〕∼ 무한대까지의 사이의 12개의 캠커브에 대하여, 캠커브 데이터가 메모리(10)에 기록된다. 또한, 캠커브 데이터는, 줌 렌즈(2a)의 가동 범위를 소정 피치에 의해 샘플링하여, 줌 렌즈(2a)의 위치에 대한 포커스 렌즈(2b)의 위치를 기록한 이산적인 데이터에 의해 형성된다.
또한 컨트롤러(7)는, 설치시에서의 설정에 의해, 또는 공장 출하 시에서의 발송지용의 설정에 의해, 이 촬상 장치(1)에서, 합초한 촬상을 보증하는 범위(이하, 촬상 범위라고 함)가 캠커브에 의해 메모리(10)에 기록된다. 여기서 이 도 3의 예에서는, 이 촬상 범위가 피사체 거리 12〔㎝〕∼2〔m〕의 범위로 설정되고, 피사체 거리 12〔㎝〕의 캠커브와 피사체 거리 2〔m〕의 캠커브를 각각 특정하는 데이터가, 이 촬상 범위의 데이터로서 메모리(10)에 기록된다. 또 이하에서, 이 촬상 범위를 특정하는 캠커브 중의, 원거리측의 캠커브를 원거리측 제한의 캠커브(FAR LIMIT 커브)라고 하고, 근거리측의 캠커브를 근거리측 제한의 캠커브(NEAR LIMIT 커브)라고 한다.
컨트롤러(7)는, 전원이 기동되면, 등산법에 의한 오토 포커스 제어에 의해, 렌즈(2)의 구동을 개시하여 비디오 신호 SV의 출력을 개시한다. 즉 컨트롤러(7)는, 검파 회로(9)로부터 얻어지는 평가값 S2를 프레임마다 취득하여 프레임간 차분을 검출하여, 이 프레임 차분에 의해 평가값 S2가 증대하는 방향으로, 포커스 렌즈(2b)를 가동한다.
또한 이와 같이 하여 오토 포커스 제어에 의해 포커스 렌즈(2b)를 가동하여, 도 1에 도시하는 처리 수순을 일정한 시간 간격에 의해 실행하고, 이에 따라 오토 포커스 제어에 의한 포커스 렌즈(2b)의 가동을, 캠커브에 따른 가동으로 절환한다.
즉 컨트롤러(7)는, 이 처리 수순을 개시하면, 스텝 SP1로부터 스텝 SP2로 이행하여, 여기서 합초 상태가 유지되고 있는지의 여부를 판단한다. 여기서 컨트롤러(7)는, 검파 회로(9)로부터 얻어지는 평가값 S2를 기준으로 한 등산법에 의한 오토 포커스 제어에서, 평가값 S2의 피크를 걸쳐서 줌 렌즈(2a)를 가동하고 있는 상태를 검출함으로써, 합초 상태를 검출한다. 또 이러한 합초 상태의 판정에서는, 예를 들면 줌 렌즈(2a)를 가동했을 때의 평가값 S2의 변화에 의해 판정하는 경우 등, 실용상 충분한 특성을 확보할 수 있는 범위에서, 여러가지의 판정 방법을 널리 적용할 수 있다.
여기서 부정 결과가 얻어지면, 컨트롤러(7)는, 스텝 SP2를 반복하고, 이에 따라 오토 포커스 제어에 의한 합초 상태의 형성을 대기한다. 또한 스텝 SP2에서 긍정 결과가 얻어지면, 스텝 SP2로부터 스텝 SP3으로 이행하여, 여기서 초점 심도를 계산한다.
여기서 렌즈에 의해 상을 형성하는 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 정확한 합초 위치는, 단지 일점밖에 존재하지 않지만, 이 합초 위치의 전후, 소정 범위 내에서는 흐려짐량이 작고, 실용상, 합초하고 있다고 간주할 수 있다. 이러한 범위는, 합초위치를 중심으로 한 초점 심도 δ에 의해 표시되고, 이 초점 심도 δ는, 허용되는 최대의 흐려짐량을 허용 착란원에 의해 나타내고, F값×허용 착란원 직경 ε에 의해 표시된다. 또한 이 허용 착란원 ε은, 렌즈에 의해 형성되는 상을 촬상 결과로서 출력하는 처리계의 해상도에 의해 결정, 보다 구체적으로는 촬상 소자(3)의 화소 피치에 의해 일의적으로 결정한다.
이에 따라 컨트롤러(7)는, 위치 검출 센서(6a)에 의해 검출되는 줌 렌즈(2a)의 위치, 조리개의 제어량에 의해 렌즈(2)의 F값을 계산하고, 이 계산한 F값과, 촬상 소자(3)의 화소 피치에 의해 사전에 설정된 허용 착란원 직경 ε에 의해 초점 심도 δ를 계산한다.
계속해서 컨트롤러(7)는, 스텝 SP4로 이행하고, 이 계산한 초점 심도 δ에 의한 범위가, 촬상 범위를 커버하고 있는지의 여부를 판단한다. 보다 구체적으로는, 원거리측 제한의 캠커브(FAR LIMIT 커브)와 근거리측 제한의 캠커브(NEAR LIMIT 커브)로부터 줌 렌즈(2a)의 현재 위치에 대응하는 포커스 렌즈(2b)의 위치를 각각 검출하여, 이 포커스 렌즈(2b)의 위치의 차분값이 초점 심도 δ 이하인지의 여부를 판단한다.
여기서 이너포커스 방식에 의한 렌즈에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 줌인에 의해 캠커브의 간격이 벌어져서, 합초를 위한 포커스 렌즈(2b)의 가동 거리가 커짐으로써, 이 경우, 일정 배율 이상 줌인하고 있는 경우에는, 부정 결과가 얻어지는 것으로 된다. 이에 따라 컨트롤러(7)는, 이 스텝 SP4에서 부정 결과가 얻어지면, 스텝 SP4로부터 스텝 SP5로 이행하여, 이 처리 수순을 종료하고, 이에 따라 이어 등산법에 의한 오토 포커스 제어에 의해 렌즈(2)를 구동한다.
이에 대하여 스텝 SP4에서 긍정 결과가 얻어지면, 컨트롤러(7)는, 스텝 SP4로부터 스텝 SP6으로 이행하여, 메모리(10)에 저장한 캠커브 데이터보다, 원거리측 제한의 캠커브(FAR LIMIT 커브)에 따른 각 샘플링점을 각각 대응하는 편측 초점 심도(초점 심도의 1/2)에 상당하는 분만큼 근거리측 제한의 캠커브(NEAR LIMIT 커브)측으로 변위시킨 위치 데이터를 계산에 의해 구하고, 이 계산한 위치 데이터의 보간 연산 처리에 의해 구동용 캠커브를 구한다.
또한 오토 포커스 제어를 정지하고, 구동용 캠커브에 의해 포커스 렌즈(2b)를 구동하도록 전체의 동작을 절환한다. 이에 따라 이 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 컨트롤러(7)는, 원거리측 제한의 캠커브(FAR LIMIT 커브)를 따라 초점 심도를 확보하여 포커스 렌즈(2b)를 가동하도록 전체의 동작을 절환하여, 스텝 SP5로 이행하여 이 처리 수순을 종료한다.
이에 따라 이 촬상 장치(1)에서는, 이 배율이 낮은 측의 일정한 범위에 대해서는, 등산법에 의한 오토 포커스 제어를 정지하여 캠커브에 의해 포커스 제어하고, 그 만큼, 항상, 오토 포커스 제어하는 경우에 비하여, 포커스 조정 기구의 부담을 경감하여 신뢰성을 향상한다.
또한 컨트롤러(7)는, 이와 같이 캠커브에 의해 포커스 제어하도록 전체의 동 작을 절환한 경우, 도 1에 대하여 전술한 처리 수순 대신에, 도 6에 도시하는 처리 수순을 일정한 시간 간격에 의해 반복하여 실행하여, 이에 따라 필요에 따라 캠커브에 의한 포커스 제어를 중지하여 오토 포커스 제어를 재개한다.
즉 컨트롤러(7)는, 이 처리 수순을 개시하면, 스텝 SP11로부터 스텝 SP12로 이행하여, 스텝 SP3에 대하여 전술한 바와 같이, 하여 초점 심도를 계산한다. 또한 계속되는 스텝 SP12에서, 스텝 SP4에 대하여 전술한 바와 같이, 이 계산한 초점 심도 δ에 의한 범위가, 촬상 범위를 커버하고 있는지의 여부를 판단한다.
여기서 긍정 결과가 얻어지면, 컨트롤러(7)는, 스텝 SP13으로부터 스텝 SP14로 이행하고, 계속해서 캠커브에 의해 포커스 렌즈(2b)를 가동하도록 하여 이 처리 수순을 종료한다.
이에 대하여 스텝 SP13에서 부정 결과가 얻어지면, 컨트롤러(7)는, 스텝 SP13으로부터 스텝 SP15로 이행하여, 캠커브에 의한 포커스 렌즈(2b)의 가동을 중지함과 함께, 오토 포커스 제어를 재개한 후, 스텝 SP14로 이행하여 이 처리 수순을 종료한다.
(2) 실시예의 동작
이상의 구성에서, 이 촬상 장치(1)로서는(도 1), 이너포커스 방식의 렌즈(2)에 의한 광학상이 촬상 소자(3)에 의해 광전 변환 처리되어 촬상 신호 S1에 의해 촬상 결과가 얻어져서, 이 촬상 신호 S1이 신호 처리 회로(8)에 의해 처리되어 비디오 신호 SV가 생성된다. 촬상 장치(1)에서는, 이 비디오 신호 SV가 원격지에 송출되고, 이에 따라 원하는 피사체가 원격지에서 감시된다. 또한 이 원격지에 설치 된 원격 제어 장치로부터의 원격 제어 신호 SC에 따라서, 컨트롤러(7)에 의해 렌즈(2)의 줌 렌즈(2a)가 가동되고, 이에 따라 렌즈(2)의 배율이 원격지에 의해 제어되어, 촬상 결과가 원격지에 송출된다.
이 일련의 처리에서, 이 촬상 장치(1)에서는, 검파 회로(9)에 의해 비디오 신호 SV를 처리하여 합초의 정도를 나타내는 평가값 S2가 검출되고, 이 평가값 S2가 컨트롤러(7)에 입력된다. 또한 컨트롤러(7)에서, 이 평가값 S2가 증대하도록, 등산 방식에 의한 오토 포커스 제어에 의해 렌즈(2)의 포커스 렌즈(2b)가 가동된다. 이에 따라 이 촬상 장치(1)에서는, 이너포커스 방식의 렌즈(2)를 적용하여 전체 형상을 소형화하고, 또한 줌 렌즈(2a)와 포커스 렌즈(2b)와의 위치 관계를 올바른 관계로 유지하여 줌 업, 줌 다운할 수 있다.
그러나 이러한 등산 방식에 의한 오토 포커스 제어에서는, 항상 포커스 렌즈(2b)를 가동하고 있음으로써, 이러한 감시 장치에서는, 포커스 렌즈(2b)의 가동에 따른 포커스 조정 기구에의 부담이 현저하고, 포커스 조정 기구의 신뢰성이 극단적으로 저하한다.
이에 따라 이 촬상 장치(1)에서는, 이와 같이 하여 오토 포커스 제어하여 합초 상태가 형성되면, 현재의 렌즈(2)의 F값이 구해지고, 이 F값을 이용하여 현재의 초점 심도 δ가 구해진다(도 1 및 도 4). 여기서 이 초점 심도 δ의 범위 내에서는, 흐려짐이 관찰되지 않음으로써, 이 촬상 장치(1)에서는, 이 초점 심도 δ와 사전에 설정된 촬상 범위가 비교되고, 이에 따라 흐려짐을 발생시키지 않고, 현재의 줌 렌즈(2a), 포커스 렌즈(2b)의 위치에서 이 촬상 범위를 촬영가능한지의 여부가 판단된다.
여기서 이 초점 심도가 촬상 범위보다 작은 경우, 흐려짐을 발생시키지 않고, 현재의 줌 렌즈(2a), 포커스 렌즈(2b)의 위치에서 이 촬상 범위를 촬영할 수 없는 것에 의해, 이 경우에는, 평가값을 이용한 오토 포커스 제어의 처리가 계속해서 실행된다.
그러나 초점 심도 δ가 촬상 범위보다 큰 경우, 흐려짐을 발생시키지 않고, 현재의 줌 렌즈(2a), 포커스 렌즈(2b)의 위치에서 이 촬상 범위를 촬영할 수 있음으로써, 이 경우에는, 평가값을 이용한 오토 포커스 제어를 중지하고, 캠커브에 의해 포커스 렌즈(2b)가 가동된다. 또한 이와 같이 오토 포커스 제어를 중지하여 캠커브에 의해 포커스 렌즈(2b)를 가동하도록 하여, 초점 심도가 촬상 범위보다 작아지면, 캠커브에 의한 포커스 렌즈(2b)의 가동을 중지하여, 오토 포커스 제어에 의한 포커스 렌즈(2b)의 가동이 재개된다.
이에 따라 이 촬상 장치(1)에서는, 캠커브에 의해 포커스 렌즈(2b)를 가동하는 만큼, 오토 포커스 제어의 시간을 짧게 할 수가 있어, 그 만큼, 포커스 조정 기구에의 부담을 경감하여, 포커스 조정 기구의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또 소비 전력도 저감할 수 있다.
또한 이와 같이 캠커브에 의해 포커스 렌즈(2b)를 가동하는 경우에 있어서는, 초점 심도가 촬상 범위보다 큰 경우이며, 촬상 범위에서는 흐려짐이 발생하지 않는 경우이며, 이에 따라 필요하게 되는 촬상 범위에 대해서는 흐려짐을 방지하고, 실용상 충분히 포커스 제어할 수 있다.
촬상 장치(1)에서는, 이 촬상 범위가 캠커브에 의해 정의되고, 이 촬상 범위의 원거리측의 캠커브를 기준으로 하여, 원거리측의 캠커브를 편측 초점 심도만 근거리측에 특성을 변화시켜 구동용 캠커브가 생성되고, 이 구동용 캠커브에 따라서 줌 렌즈(2a)의 가동에 연동하여 포커스 렌즈(2b)가 가동된다. 이에 따라 이 촬상 장치(1)에서는, 촬상 범위의 원거리측의 캠커브에 기초를 둔 포커스 렌즈(2b)의 가동에 의해 포커스 제어의 처리가 실행된다. 이에 따라 예를 들면 이러한 원거리측의 캠커브에 무한원측의 캠커브를 할당하고, 불필요하게 무한원측에 초점 심도를 확보하지 않도록 하여 포커스 제어할 수 있고, 그 만큼, 넓은 범위에서 합초의 상태가 얻어지도록 할 수 있어, 이에 따라 고화질의 촬상 결과를 출력할 수 있다.
(3) 실시예의 효과
이상의 구성에 따르면, 줌 렌즈의 위치에 의한 초점 심도와, 이 줌 렌즈의 위치에서의 촬상 범위와의 비교에 의해, 평가값을 이용한 오토 포커스 제어와, 캠커브에 의한 포커스 제어를 절환함으로써, 이너포커스 방식에 의한 렌즈 등을 이용한 촬상 장치에 관해서, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다.
또한 이러한 캠커브에 의한 포커스 제어를, 촬상 범위의 원거리측의 캠커브에 기초하여 실행함으로써, 넓은 범위에서 합초의 상태가 얻어지도록 하여, 고화질의 촬상 결과를 출력할 수 있다.
[실시예 2]
또 전술한 실시예에서는, 메모리에 12개의 캠커브의 데이터를 설치하는 경우 에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 촬상 범위의 양단의 캠커브에 대하여만, 캠커브의 데이터를 설치하도록 하여도 된다. 이와 같이 하면, 그 만큼, 메모리의 용량을 저감할 수 있다.
또한 전술한 실시예에서는, 단순히 오토 포커스 제어와 캠커브에 의한 포커스 제어를 절환하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 또한 오토 포커스 제어에서, 합초 상태가 얻어진 경우에, 오토 포커스 제어를 정지하도록 하여도 된다. 이와 같이 하면 한층 더 포커스 조정 기구의 부담을 경감하여, 신뢰성을 향상하고, 또한 소비 전력을 저감할 수 있다.
또한 전술한 실시예에서는, 오토 포커스 제어와 캠커브에 의한 포커스 제어를 절환하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 이러한 절환에 따른 동작 모드 외에, 오토 포커스 제어만을 실행하는 동작 모드를 설치하도록 하고, 이들의 동작 모드를 원격 제어 신호에 의해 절환하도록 하여도 된다. 이와 같이 하면, 줌 다운한 상태에서, 촬상 범위 이외의 범위에 대해서도, 흐려짐이 없는 촬상 결과를 얻을 수 있다.
또한 전술한 실시예에서는, 촬상 범위를 사전에 설정하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 원격 제어에 의해 촬상 범위를 가변하도록 하여도 된다.
또한 전술한 실시예에서는, 원거리측 제한의 캠커브로부터 구동용 캠커브를 생성하여 포커스 렌즈를 가동하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 필요에 따라 근거리측 제한의 캠커브보다 구동용의 캠커브를 생성하도록 하여도 되고, 원거리측 제한의 캠커브와 근거리측 제한의 캠커브와의 평균값에 의해 구동용의 캠커브를 생성하도록 하여도 된다. 또 실용상 충분히 흐려짐을 방지할 수 있는 경우에는, 촬상 범위에 포함되는 캠커브에 의해 포커스 렌즈를 가동시키도록 하여도 된다.
또한 전술한 실시예에서는, 감시 장치를 구성하는 촬상 장치에 본 발명을 적용하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한하지 않고, 여러가지의 촬상 장치에 널리 적용할 수 있다.
<산업 상의 이용 가능성>
본 발명은, 촬상 장치의 제어 방법, 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램 및 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체에 관한 것으로, 예를 들면 감시 장치에 적용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 이너포커스 방식에 의한 렌즈 등을 이용한 촬상 장치에 관해서, 종래에 비하여 포커스 조정 기구의 신뢰성을 현격하게 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과,
    상기 영상 신호의 처리에 의해 합초의 정도를 나타내는 평가값을 출력하는 검파 수단과,
    상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와,
    상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 제어 수단을 구비하고,
    상기 제어 수단은,
    상기 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하고,
    상기 줌 렌즈의 위치에 의해 검출되는 초점 심도가, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠커브에 의한 상기 포커스 렌즈의 가동이, 상기 촬상 범위의 원거리측 의 캠커브에 기초를 둔 가동인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과,
    상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와,
    상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 제어 수단을 구비한 촬상 장치의 제어 방법으로서,
    상기 줌 렌즈의 위치에 의해 초점 심도를 계산하는 초점 심도 계산 스텝과,
    상기 초점 심도 계산 스텝에 의해 얻어지는 초점 심도와, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위를 비교하는 비교 스텝과,
    상기 비교 스텝에 의한 비교 결과에 기초하여, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 촬상 결과의 합초의 정도를 나타내는 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 오토 포커스 제어 스텝과,
    상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 캠커브에 의한 포커스 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 제어 방법.
  4. 촬상 장치에 설치된 제어 수단에 소정의 처리 수순을 실행시키는 촬상 장치의 제어 프로그램에 있어서,
    상기 촬상 장치는,
    렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과,
    상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와,
    상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 상기 제어 수단을 구비하고,
    상기 처리 수순은,
    상기 줌 렌즈의 위치에 의해 초점 심도를 계산하는 초점 심도 계산 스텝과,
    상기 초점 심도 계산 스텝에 의해 얻어지는 초점 심도와, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위를 비교하는 비교 스텝과,
    상기 비교 스텝에 의한 비교 결과에 기초하여, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 촬상 결과의 합초의 정도를 나타내는 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 오토 포커스 제어 스텝과,
    상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 캠커브에 의한 포커스 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램.
  5. 촬상 장치에 설치된 제어 수단에 소정의 처리 수순을 실행시키는 촬상 장치의 제어 프로그램을 기록한 기록 매체에 있어서,
    상기 촬상 장치는,
    렌즈에 의해 형성된 광학상의 촬상 결과를 출력하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 결과를 처리하여 영상 신호를 출력하는 신호 처리 수단과,
    상기 렌즈의 캠커브에 의해 합초에 의한 촬상을 보증하는 촬상 범위의 데이터를 유지하는 메모리와,
    상기 렌즈의 줌 렌즈와 연동시켜, 상기 렌즈의 포커스 렌즈를 가동시키는 상기 제어 수단을 구비하고,
    상기 처리 수순은,
    상기 줌 렌즈의 위치에 의해 초점 심도를 계산하는 초점 심도 계산 스텝과,
    상기 초점 심도 계산 스텝에 의해 얻어지는 초점 심도와, 상기 줌 렌즈의 위치에서의 상기 촬상 범위를 비교하는 비교 스텝과,
    상기 비교 스텝에 의한 비교 결과에 기초하여, 상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 작은 경우에, 상기 촬상 결과의 합초의 정도를 나타내는 평가값을 이용한 오토 포커스 제어에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 오토 포커스 제어 스텝과,
    상기 초점 심도가 상기 촬상 범위보다 큰 경우에, 상기 촬상 범위의 데이터에서의 상기 캠커브에 의해 상기 포커스 렌즈를 가동하는 캠커브에 의한 포커스 제어 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치의 제어 방법의 프로그램을 기록한 기록 매체.
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