KR20200014204A - 제어장치, 촬상장치, 및 기억매체 - Google Patents

제어장치, 촬상장치, 및 기억매체 Download PDF

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Abstract

제어장치는, 촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하도록 구성된 각도 제어부로서 기능하도록 구성된 프로세서와, 상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 조리개 값을 제어하도록 구성된 조리개 제어부를 구비한다.

Description

제어장치, 촬상장치, 및 기억매체{CONTROL APPARATUS, IMAGING APPARATUS, AND STORAGE MEDIUM}
본 발명은, 틸트 촬영을 제공가능한 촬상장치에 관한 것이다.
촬상장치에 진동이 가해지면, 그 진동에 의해 피사체 상의 블러와 초점 흐려짐이 생겨서, 화질이 열화한다. 이 때문에, 광학 및/또는 전자 방진 등의 방진기술을 사용해서 진동에 의해 발생된 화질의 열화를 경감하는 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 일본국 특개 2015-115808호 공보에는, 촬상장치에 가해진 진동의 진폭 등에 근거하여 노광 시간과 프레임 속도를 설정하여, 진동에 기인한 화질의 열화를 경감하는 촬상장치가 개시되어 있다.
한편, 감시 카메라 등을 사용하여, 소정의 화각 내에 있어서의 거리가 다른 넓은 범위에서 초점이 맞은 피사체 화상을 제공하는 소위 틸트 촬영이 알려져 있다. 예를 들면, 일본국 특개 2015-219754호 공보에는, 복수의 피사체까지의 각각의 거리가 다른 경우에도, 용이하게 각각의 피사체에 초점을 맞추는 것이 가능한 촬상장치가 개시되어 있다.
그런데, 틸트 촬영을 제공가능한 촬상장치에 진동이 가해지면, 촬영 화각이 벗어나, 방진기술을 사용해도 피사체 상의 블러나 초점 흐려짐이 생긴다. 촬상장치에 진동이 가해졌을 때에 생기는 초점 흐려짐의 크기는, 진동의 진폭과 틸트 각도에 근거하여 결정된다.
그렇지만, 일본국 특개 2015-115808호 공보에 개시된 촬상장치는, 노광 시간을 짧게 해서 피사체 상의 블러를 억제하기 때문에, 초점 흐려짐을 방지할 수는 없다. 일본국 특개 2015-219754호 공보에 개시된 촬상장치는, 진동을 고려하고 있지 않기 때문에, 틸트 촬영시의 초점 흐려짐에 대하여 충분한 효과를 발휘할 수 없다.
본 발명은, 틸트 촬영시에 진동이 가해져도 초점이 맞은 화상을 촬영하는 것이 가능한 제어장치, 촬상장치, 및 기억매체(프로그램)를 제공한다.
본 발명의 일면에 따른 제어장치는, 촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하도록 구성된 각도 제어부와, 상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 조리개 값(F-number)을 제어하도록 구성된 조리개 제어부로서 기능하도록 구성된 프로세서를 구비한다.
본 발명의 일면에 따른 제어장치는, 촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하도록 구성된 각도 제어부와, 상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 광학 줌 값을 제어하도록 구성된 줌 제어부를 구비한다.
전술한 제어장치를 구비한 촬상장치와, 제어장치와 유사한 제어방법을 기억하는 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체가 본 발명의 또 다른 일면을 구성한다.
본 발명의 또 다른 특징은 첨부도면을 참조하여 주어지는 이하의 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 각 실시형태에 따른 촬상장치의 모식도다.
도 2는, 각 실시형태에 따른 신호 처리부의 블록도다.
도3a 및 도 3b는, 각 실시형태에 따른 틸트 촬영의 설명도다.
도4a 및 도 4b는, 각 실시형태에 따른 촬상장치에 진동이 가해졌을 경우의 틸트 촬영의 설명도다.
도5a 내지 도 5c는, 각 실시형태에 따른 촬상장치에 진동이 가해졌을 경우의 거리 "a"의 변화량 Δa와 피사계 심도 d1 및 d2의 관계를 나타낸 도면이다.
도6은, 각 실시형태에 따른 촬상장치에 진동이 가해지기 전의 기억 처리의 흐름도다.
도7은, 제1실시형태에 따른 초점 흐려짐 방지 동작의 흐름도다.
도8은, 제2실시형태에 따른 초점 흐려짐 방지 동작의 흐름도다.
도 9는, 제3실시형태에 따른 초점 흐려짐 방지 동작의 흐름도다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 첨부도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
제1실시형태
우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 촬상장치의 구성에 대해 설명한다. 도 1은, 촬상장치(10)의 모식도다. 렌즈 유닛(촬상광학계)(100)은, 줌 렌즈 유닛(101) 및 조리개 유닛(102)을 가진다. 렌즈 유닛(100)은, 포커스 렌즈를 더 갖고, 피사체로부터의 빛을 최적의 형태로 얻을 수 있다. 줌 렌즈 유닛(101)은, 촬영 배율을 변경하는 것이 가능하다. 조리개 유닛(102)은, 촬상소자(200)에 입사하는 광량을 제어한다. 렌즈 유닛(100)은, 도 1에 도시되는 구조에 한정되는 것은 아니다. 도 1에 있어서, 렌즈 유닛(100)은, 줌 렌즈 유닛(101) 및 조리개 유닛(102)의 양쪽을 갖고 있지만, 본 발명은 이 예에 한정되는 것은 아니고, 줌 렌즈 유닛(101) 또는 조리개 유닛(102)의 적어도 한쪽을 사용해도 된다. 렌즈 유닛(촬상광학계)(100)은, 분리가능한 교환 렌즈식이어도 된다.
촬상소자(200)는, CMOS센서와 CCD센서 등의 반도체 소자 및 그 주변회로를 가진다. 촬상소자(200)는, 렌즈 유닛(100)을 거쳐 형성된 피사체 상(광학 상)을 광전변환하여, 전기신호(화소신호)를 출력한다. 신호 처리부(300)는, 카메라 CPU 등의 시스템 콘트롤러(미도시)로부터의 제어신호에 근거하여, 촬상소자(200)로부터 출력된 전기신호에 대하여 소정의 신호 처리를 행하여, 화상신호를 출력한다. 신호 처리부(300)에는, 전원부(미도시)로부터 전원이 공급된다. 본 실시형태에 있어서, 화소신호는, 촬상소자(200)로부터 그대로 신호 처리부(300)에 전송되지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 촬상소자(200)는, 화소신호를 신호 처리부(300)에 전송하기 전에 내부 신호 처리를 행해도 된다.
모터(센서 틸트 모터)(201)는, 신호 처리부(300)로부터의 구동신호에 근거하여, 촬상소자(200)의 수광면(촬상면)과 렌즈 유닛(100)의 광축 OA에 직교하는 면 사이의 각도를 변경한다. 도 1에는 모터(201)로서 1개의 모터만 나타나 있지만, 본 발명은 이 실시형태 한정되는 것은 아니고, 복수의 모터를 사용해서 각도를 2차원적으로 변경해도 된다.
촬상장치(10)는, 진동 검출부(400)를 가진다. 진동 검출부(400)는, 촬상장치(10)에 가해지는 진동의 크기를 검출해서 전기신호로 변환한다. 진동 검출부(400)는, 가속도 센서, 각속도 센서 등을 포함하며, 촬상장치(10)의 광축 OA를 따른 진동을 검출하도록 배치되어도 된다.
다음에, 도 2를 참조하여, 신호 처리부(300)의 구성에 대해 설명한다. 도 2는, 신호 처리부(300)의 블럭도다. 신호 처리부(300)는, 데이터 변환부(301), 화상처리부(302), 통신제어부(303), 진동 연산 처리부(304), 기억부(305), 및, 제어부(310)를 가진다. 제어부(310)는, 렌즈 유닛 제어부(311), 촬상소자 제어부(312), 및, 모터 제어부(313)를 가진다.
데이터 변환부(301)는, 촬상소자(200)로부터의 화소신호를 화상처리에 적합한 신호로 변환한다. 화상처리부(302)는, 데이터 변환부(301)의 출력 신호에 대하여 보정처리와 현상 처리를 행하여, 화상신호를 출력한다. 통신제어부(303)는, 화상처리부(302)로부터의 화상신호를 외부에 화상 데이터로서 출력한다. 제어부(310)는, 데이터 변환부(301)와 화상처리부(302) 등의 신호 처리부(300)의 각 구성요소를 제어한다. 제어부(310)(렌즈 유닛 제어부(311), 촬상소자 제어부(312) 및 모터 제어부(313))는, 화소신호 또는 화상신호를 사용해서 피사체를 다양한 설정에서 촬영할 수 있도록, 렌즈 유닛(100), 촬상소자(200), 및, 모터(201)를 제어한다. 제어부(310)가 피사체 상의 휘도를 변경할 경우, 제어부(310)는 화상의 휘도신호와 촬상소자(200) 및 렌즈 유닛(100)의 현재의 설정에 근거하여, 촬상소자(200)의 셔터 시간, 게인 설정, 및, 조리개 유닛(102)의 설정을 변경한다. 이에 따라, 제어부(310)는 화상신호의 휘도를 조절할 수 있다. 제어부(310)는, 피사체 상의 배율을 변경할 경우, 줌 렌즈 유닛(101)의 설정과 렌즈 유닛(100)의 초점거리를 변경한다. 이에 따라, 제어부(310)는, 촬상장치(10)의 화각을 조절해서 피사체 상의 배율을 변경할 수 있다.
진동 연산 처리부(304)는, 진동 검출부(400)로부터 얻어진 진동 신호에 근거하여, 진동의 각 변위량 및 주기를 산출한다. 신호 처리부(300)는, 진동의 각 변위량 및 주기에 근거하여, 화상신호의 화각 영역의 일부를 잘라내어, 잘라낸 영역 위치를 각 변위량에 따라 변경함으로써, 피사체의 상대 위치를 유지하는, 소위 전자 방진처리를 실시할 수 있다. 기억부(305)는, 소정의 설정과 동작 프로그램 등의 데이터를 기억하고 있다. 제어부(310)는, 필요에 따라, 기억부(305)에 기억된 데이터를 판독할 수 있다. 화상처리부(302)는, 얻어진 화상신호로부터 피사체가 존재하는 범위를 검출하는 피사체 검출부를 구비하여도 된다.
다음에, 도3a 및 도 3b를 참조하여, 모터(201)를 구동하고, 촬상소자(200)의 수광면(촬상면)과 렌즈 유닛(100)의 광축 OA에 직교하는 면을 평행한 상태로부터 기울이는 틸트 촬영에 대해 설명한다. 도3a 및 도 3b는, 촬상장치(10)를 사용해서 피사체를 촬영할 경우의 설명도다. 도3a는, 촬상장치(10)의 광축 OA에 대하여 직교하지 않는 평면 위의 피사체(피사체 면)를 촬상하고 있는 모양을 나타내고 있다. 도3a에 있어서, 피사체 면 위의 점 A1 및 A2 사이에 촬영 범위가 정의된다. 도 3b는, 도3a의 촬영시에 있어서의 렌즈 유닛(100)과 촬상소자(200)의 위치 관계를 나타내는 모식도다.
도 3b에 나타낸 것과 같이, 렌즈 유닛(100) 및 촬상소자(200)는, 피사체 면, 렌즈 유닛(100)의 주면과, 촬상소자(200)의 촬상면이 1점에서 교차하도록 배치된다. 이러한 배치에 의해, 샤인 프루프(shine proofing)의 원리에 따라, 피사체 면 위의 점 A1 및 A2 사이의 모든 촬영 범위에 있어서 촬상면 위의 대응하는 점 B1 및 B2 사이에 초점이 맞은 상을 촬영할 수 있다. 피사체 면 위의 점 A1-A2 각각으로부터 렌즈 유닛(100)의 주면의 중심 O까지의 거리가 "a"이고, 피사체 상이 결상하는 촬상소자(200)의 촬상면 위의 점 B1-B2의 각각과 렌즈 유닛(100) 사이의 거리가 "b"이고, 렌즈 유닛(100)의 초점거리가 "f"인 것으로 가정한다. 이때, 거리 "a", "b", 및, 초점거리 "f"는, 렌즈의 공식인 이하의 수식 1을 만족한다.
Figure pat00001
이때, 거리 b에 관해서, 촬상소자(200)를 렌즈 유닛(100)의 주면과 평행한 면에 대하여 기울이는 각도를 틸트 각도 θ로 한다. 이때, 촬상면 위의 점 B1-B2의 범위 내의 모든 점에 있어서, 거리 b를 틸트 각도 θ의 함수로 표현할 수 있다. 이 때문에, 틸트 각도 θ을 결정함으로써, 초점거리 f에서 촬상면의 각 위치에 초점이 맞추어지는 피사체까지의 거리 "a"가 고유하게 결정될 수 있다.
다음에, 도4a 및 도4b를 참조하여, 촬상장치(10)에 진동에 기인한 외력이 가해져, 촬영시의 화각이 변화한 경우를 설명한다. 도4a 및 도4b는, 촬상장치(10)에 도3a 및 도3b의 상태로부터 진동을 가함으로써, 촬상장치(10)의 방향이 화살표 R의 방향으로 변화한 경우의 설명도다. 도4a는, 촬상장치(10)의 방향이 화살표 R의 방향으로 변화된 경우에 피사체(피사체 면)를 촬상하고 있는 것을 나타내고 있다. 도4a에 있어서, 피사체 면 위의 점 C1 및 C2 사이에 촬영 범위가 정의된다. 도 4b는, 도4a의 촬영시에 있어서의 렌즈 유닛(100)과 촬상소자(200)의 위치 관계를 나타내는 모식도다.
촬상장치(10)의 방향이 변경될 때, 촬영 범위는 점 A1 및 A2의 사이의 범위로부터 점 C1 및 C2 사이의 범위로 변화된다. 이 때문에, 촬상장치(10)의 같은 위치에서 촬영되는 피사체까지의 거리 "a"에 관해서, A1-O 사이의 거리가 C1-O 사이의 거리로 변경되고 A2-O 사이의 거리가 C2-O 사이의 거리로 변경된다. 한편, 촬상소자(200)와 렌즈 유닛(100)의 위치 관계는 변화되지 않는다. 이 때문에, B1-O 사이의 거리와 B2-O 사이의 거리 등의 촬상소자(200)와 렌즈 유닛(100)의 거리 b는, 변화 이전의 거리와 동일하다. 그 결과, 초점맞춤 위치는 피사체 면으로부터 벗어나 버려, 수식 1을 만족하지 않는다. 진동에 의해 생기는 거리 "a"의 변화량 Δa는, 촬상장치(10)의 설치 조건과 화각의 변화량에 근거해서 구해진다. 화각의 변화량은, 진동의 각 변위량에 근거하여 결정된다. 이와 같은 구성으로 인해, 진동을 측정함으로써, 거리 "a"의 변화량 Δa를 계산하는 것이 가능하다.
도 3b 및 도 4b를 참조하면, 거리의 변화량 Δa는 이하의 수식 2로 표시된다.
Figure pat00002
도 3b에 있어서, tanθ=b/X 및 tanα0=a/X이기 때문에, tanα0=a·tanθ/b가 성립한다. 마찬가지로, 도 4b에 있어서, tanα1= (a-Δa)·tanθ/b이다. 진동에 의한 각 변위량이 Δ인 것으로 가정한다. 그러면, α1=α0-Δ이기 때문에, 수식 2와 같이 Δa를 θ 및 Δ로 표현할 수 있다. tanα0=a·tanθ/b이기 때문에, 수식 2는, α0을 사용하지 않고 이하의 수식 2a와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00003
본 실시형태에 있어서, 촬상소자(200)는, 수광소자가 주기적으로 배치된 구조를 갖는다. 이 때문에, 촬상소자(200)에는, 수광소자의 배치 간격에 의해 결정되는 분해능의 상한이 존재한다. 이것을 허용 착란 원 δ라고 한다. 피사체 상이 1점이 아니고 허용 착란 원 δ의 범위에 결상되고 있어도, 초점이 맞은 상태로 간주할 수 있다. 즉, 렌즈 유닛(100)으로부터 피사체까지의 거리가 거리 "a"로부터 벗어나 있어도, 초점이 맞은 상태가 유지되는 것처럼 보인다. 이 허용 초점 흐려짐 량을 피사계 심도 d라고 한다. 피사계 심도 d는, 심도방향으로 앞쪽의 피사계 심도 d1과 깊이측의 피사계 심도 d2로 이하의 수식 3 및 4와 같이 표현된다.
Figure pat00004
Figure pat00005
수식 3 및 4에 있어서, Fno는 렌즈 유닛(100)의 F값(조리개 값), "a"는 렌즈 유닛(100)과 피사체 사이의 거리, "f"는 렌즈 유닛(100)의 초점거리다.
다음에, 도5a 내지 도 5c를 참조하여, 촬상장치(10)에 가해진 진동에 의해 생기는 거리 "a"의 변화량 Δa와 피사계 심도 d2의 관계에 대해 설명한다. 도5a 내지 도5c는, 진동에 의해 생기는 거리 "a"의 변화량 Δa와 피사계 심도 d2의 관계를 예시한 도면이다. 도5a는, 촬상장치(10)에 진동이 가해졌을 때의 피사체까지의 거리 "a"의 변화량 Δa가 피사계 심도 d2보다도 작을 경우를 나타낸다. 도 5b는, 촬상장치(10)에 진동이 가해졌을 때의 피사체까지의 거리 "a"의 변화량 Δa가 피사계 심도 d2보다도 클 경우를 나타낸다. 도 5c는, 초점거리 f 또는 F값(조리개 값)을 제어(변경)해서 피사계 심도 d1 또는 d2를 크게 하고, 그 결과, 거리 "a"의 변화량 Δa가 변경후의 피사계 심도 d2보다도 작을 경우를 나타낸다.
도5a에 나타낸 것과 같이, 피사체까지의 거리 "a"의 변화량 Δa가 피사계 심도 d2보다도 작고 촬상장치(10)에 진동이 가해졌을 때, 초점이 맞은 상태로 간주할 수 있다. 한편, 도 5b에 나타낸 것과 같이, 거리 "a"의 변화량 Δa가 피사계 심도 d2보다도 클 경우, 초점 흐려짐 상태가 된다. 그러나, 초점거리 f 또는 F값을 제어(변경)함으로써, 도 5c에 나타낸 것과 같이 피사계 심도 d2 및 d2를 크게 할 수 있다. 즉, 초점거리 f 또는 F값을 제어(변경)함으로써, 초점맞춤 상태를 유지할 수 있다. 여기에서, 거리 "a"의 변화량 Δa는 각 거리에 따라 다르지만, 각각의 상대 위치는 변화되지 않는다. 이 때문에, 어떤 1점에 대한 변화량 Δa를 구할 수 있으면, 다른 점에 대한 변화량 Δa를 산출할 수 있다.
초점거리 f 또는 F값을 변화시키기 위해서는, 일반적으로 광학 줌 값 및 F값을 변화시키는 것 등, 촬영 화상에 영향을 미치는 변경을 촬상장치(10)에 대하여 실시할 필요가 있다. 이 때문에, 촬상장치(10)에 가해진 진동에 대하여 적절한 광학 줌 변화량 및 조리개 변화량을 산출하는 것이 필요하다. 여기에서, 광학 줌 값 또는 F값을 변경해서 초점거리 f 또는 F값을 변화시키면, 촬영 화상의 휘도나 화각이 변화된다. 이 때문에, 노출 시간이나 게인을 변경해서 휘도를 조절하는 것과, 전자 줌을 사용해서 원래의 화각의 영역만을 잘라내는 것 등의 동시 처리를 행해도 된다. 이것들을 변화시킬 때에 원래의 화질로부터의 저하가 눈에 띌 가능성이 있기 때문에, 광학 줌 값 및 F값에 대해 임계값을 설치하거나, 변화량에 임계값을 설치해도 된다. 광학 줌 값 및 F값을 빈번하게 변경되는 것은 바람직하지 않기 때문에, 각 값의 변경후의 일정 기간 동안 광학 줌 값 및 F값을 변경하지 않아도 된다.
다음에, 도 6을 참조하여, 촬상장치(10)에 진동이 가해지기 전(진동 검출부(400)가 진동을 검출하기 전)의 기억 처리에 대해 설명한다. 도6은, 촬상장치(10)에 진동이 가해지기 전의 기억 처리를 나타내는 흐름도다. 도 6의 각 스텝은, 주로, 신호 처리부(300)의 제어부(310)에 의해 실행된다. 본 실시형태에 있어서, 렌즈 유닛(100)은 조리개 값(F값)을 조절하는 조리개 유닛(102)을 가진다. 촬상장치(10)는, 틸트 촬영을 위해서, 촬상소자(200)를 틸트 각도 θ만큼 기울이고 있다. 진동 검출부(400)는, 각속도 센서를 갖고, 촬상장치(10)에 가해지는 진동에 의한 각 변위량을 측정하는 것이 가능하다.
우선, 스텝 S601에 있어서, 제어부(310)는, 틸트 각도 θ에 근거하여, 진동이 없는 상태(진동 검출부(400)가 진동을 검출하고 있지 않는 상태)에서의 촬상장치(10)의 피사계 심도 d2 및 d2(초기 피사계 심도)를 산출한다. 그리고, 제어부(310)는, 틸트 각도 θ과 함께 피사계 심도 d2, d2를 기억부(305)에 기억하도록 지시한다.
이어서, 스텝 S602에 있어서, 제어부(310)는, 틸트 각도 θ이 스텝 S601에서 기억부(305)에 기억된 값으로부터 변경되었는지 아닌지를 판정한다. 틸트 각도 θ이 변경되었을 경우, 스텝 S601로 처리가 되돌아간다. 그리고, 제어부(310)는, 변경후의 틸트 각도 θ에 근거하여, 촬상장치(10)의 초기 피사계 심도(피사계 심도 d1, d2)를 산출한다. 한편, 스텝 S602에서 틸트 각도가 변경되지 않은 경우, 본 플로우를 종료한다.
다음에, 도 7을 참조하여, 본 실시형태에 따른 촬상장치(10)의 초점 흐려짐 방지 동작에 대해 설명한다. 도7은, 본 실시형태에 따른 초점 흐려짐 방지 동작의 흐름도다. 도 7의 각 스텝은, 주로, 신호 처리부(300)의 제어부(310)에 의해 실행된다.
우선, 스텝 S701에 있어서, 제어부(310)(또는 진동 연산 처리부(304))는, 진동 검출부(400)가 진동을 검출하였는지 아닌지를 판정한다. 진동 검출부(400)가 진동을 검출하지 않은 경우, 스텝 S701의 판정을 반복한다. 한편, 진동 검출부(400)가 진동을 검출했을 경우, 스텝 S702로 처리를 진행한다.
스텝 S702에 있어서, 제어부(310)는, 진동 연산 처리부(304)를 사용하여, 진동 검출부(400)의 출력 신호로부터 진동의 주기와 그 주기 내에서의 최대 각 변위량을 산출한다. 이어서, 스텝 S703에 있어서, 제어부(310)는, 진동 연산 처리부(304)를 사용하여, 스텝 S702에서 산출한 최대 각 변위량과, 도 6의 스텝 S601에서 기억부(305)에 기억된 틸트 각도 θ에 근거하여, 피사체까지의 거리의 변화량 Δa를 산출한다.
이어서, 스텝 S704에 있어서, 제어부(310)는, 스텝 S703에서 산출된 변화량 Δa가 스텝 S601에서 기억된 초기 피사계 심도(피사계 심도 d2)의 절대값보다도 큰지 아닌지를 판정한다. 변화량 Δa가 초기 피사계 심도의 절대값 미만일 경우, 본 플로우를 종료한다. 한편, 변화량 Δa가 초기 피사계 심도의 절대값보다도 클 경우, 스텝 S705로 처리를 진행한다. 스텝 S705에 있어서, 제어부(310)는, 피사계 심도 d2가 변화량 Δa보다도 커지도록, 조리개 값(F값)을 증가시킴으로써, 조리개 유닛(102)의 구경(개구량)을 작게 하고, 본 플로우를 종료한다.
본 실시형태에 따르면, 틸트 촬영시에 진동이 가해져도, 초점이 맞은 화상을 촬영하는 것이 가능한 촬상장치를 실현할 수 있다.
제2실시형태
다음에, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2실시형태에 따른 촬상장치(10)의 초점 흐려짐 방지 동작에 대해 설명한다. 도8은, 본 실시형태에 따른 초점 흐려짐 방지 동작의 흐름도다. 도 8의 각 스텝은, 주로, 신호 처리부(300)의 제어부(310)에 의해 실행된다. 본 실시형태의 기억부(305)는, F값 임계값(소정의 임계값)을 기억하고 있다.
도 8의 스텝 S801 내지 S804는, 제1실시형태에서의 도 7의 스텝 S701 내지 S704와 같다. 스텝 S804에서 변화량 Δa가 초기 피사계 심도의 절대값보다도 클 경우, 스텝 S805로 처리를 진행한다. 스텝 S805에 있어서, 제어부(310)는, 피사계 심도 d2가 변화량 Δa보다도 커지도록 조리개 값(F값)을 산출한다.
이어서, 스텝 S806에 있어서, 제어부(310)는, 피사체 상의 현재의 휘도값을 기억부(305)에 기억하도록 지시한다. 이어서, 스텝 S806에 있어서, 제어부(310)는, 스텝 S805에서 산출한 조리개 값(F값)이 기억부(305)에 기억된 F값 임계값보다도 작은지 아닌지를 판정한다. 스텝 S805에서 산출한 F값이 F값 임계값보다도 작을 경우, 스텝 S808로 처리를 진행한다. 한편, 스텝 S805에서 산출한 F값이 F값 임계값 이상일 경우, 스텝 S809로 처리를 진행한다.
스텝 S808에 있어서, 제어부(310)는, 촬상장치(10)의 F값을 스텝 S805에서 산출한 F값으로 설정(변경)하고, 스텝 S810으로 처리를 진행한다. 스텝 S809에 있어서, 제어부(310)는, 피사체의 현재의 휘도값을 기억부(305)에 기억시킨다. 그리고, 제어부(310)는, 촬상장치(10)의 F값을 F값 임계값으로 설정(변경)하고, 스텝 S810으로 진행한다. 스텝 S810에 있어서, 제어부(310)는, 스텝 S808 또는 S809에서 기억한 휘도값을 제공하도록, 촬상장치(10)의 노광 시간 또는 게인 값을 설정한다. 즉, 제어부(310)는, F값의 변화에 의한 휘도 변화를 상쇄하도록 노광 시간 또는 게인 값을 변경한다. 상세하게는, F값이 증가하면, 조리개 유닛(102)의 구경이 작고, 휘도값이 작아진다. 따라서, 스텝 S810에 있어서, 휘도값이 커지도록, 노광 시간을 길게 하거나, 혹은 게인 값을 크게 한다. 그후, 본 플로우를 종료한다.
본 실시형태에 따르면, 틸트 촬영시에 진동이 가해져도, 초점이 맞은 화상을 촬영하는 것이 가능한 동시에, 얻어지는 화상의 밝기의 변화나 화질의 열화를 억제할 수 있다.
제3실시형태
다음에, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제3실시형태에 따른 촬상장치(10)의 초점 흐려짐 방지 동작에 대해 설명한다. 도 9는, 본 실시형태에 따른 초점 흐려짐 방지 동작의 흐름도다. 도 9의 각 스텝은, 주로, 신호 처리부(300)의 제어부(310)에 의해 실행된다. 본 실시형태에 있어서, 렌즈 유닛(100)은 광학 줌 촬영을 행하는 줌 렌즈 유닛(101)을 가진다.
도 9의 스텝 S901 내지 S904는, 제1실시형태에서의 도 7의 스텝 S701 내지 S704와 같다. 스텝 S904에서 변화량 Δa가 초기 피사계 심도의 절대값보다도 클 경우, 스텝 S905로 처리를 진행한다. 스텝 S905에 있어서, 제어부(310)는, 피사계 심도 d2가 변화량 Δa보다도 커지도록 할 수 있는 줌 값(광학 줌 값, 초점거리 f)을 산출한다.
이어서, 스텝 S906에 있어서, 제어부(310)는, 촬상장치(10)의 현재의 줌 값(제1 줌 값)을 기억부(305)에 기억시킨다. 그리고 제어부(310)는, 줌 값을 스텝 S905에서 산출한 줌 값(제2 줌 값)으로 설정한다. 이어서, 스텝 S907에 있어서, 제어부(310)는, 스텝 S906에서 기억한 줌 값(제1 줌 값)에 대응하는 화각을 제공하도록, 전자 줌을 사용해서 화각을 변경한다. 그후, 본 플로우를 종료한다.
본 실시형태는, 기억부(305)에 소정의 광학 줌 값(소정의 초점거리)을 기억해 두고, 제어부(310)(줌 제어부)는 소정의 광학 줌 값을 초과하지 않도록 광학 줌 값을 제어해도 된다.
본 실시형태는, 틸트 촬영시에 진동이 가해져도, 초점이 맞은 화상을 촬영하는 것이 가능한 동시에, 얻어지는 화상의 화각의 변화를 억제하는 것이 가능한 촬상장치를 제공할 수 있다.
이렇게, 각 실시형태에 있어서, 제어장치(신호 처리부(300))는, 각도 제어부(모터 제어부(313)) 및 조리개 제어부(렌즈 유닛 제어부(311))를 가진다. 각도 제어부는, 촬상광학계(렌즈 유닛(100))의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자(200)의 촬상면이 이루는 틸트 각도 θ을 제어한다. 조리개 제어부는, 진동을 검출하는 진동 검출부(진동 검출부(400))의 출력 신호와 틸트 각도에 근거하여, 조리개 값(F값)을 제어한다.
조리개 제어부는, 진동 검출부의 출력 신호와 틸트 각도에 근거하여, 피사체까지의 거리의 변화량 Δa를 산출하고, 거리의 변화량 Δa에 근거하여 F값을 변경해도 된다. 조리개 제어부는, 거리의 변화량 Δa가 피사계 심도 d2의 F값보다도 클 경우, 피사계 심도의 절대값이 변화량보다도 커지도록 F값을 변경한다(스텝 S704 및 S705).
조리개 제어부는, 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 각 변위량(이것은 최대 각 변위량이어도 된다)을 산출해도 된다. 조리개 제어부는, 각 변위량이 제1 각 변위량일 경우, 촬상광학계의 조리개의 구경을 제1 구경으로 제어해도 된다. 또한, 조리개 제어부는, 각 변위량이 제1 각 변위량보다도 큰 제2 각 변위량일 경우, 조리개의 구경을 제1 구경보다도 작은 제2 구경으로 제어해도 된다(스텝 S705). 제어장치는, 조리개의 조리개 구경의 변화량에 따라 노광 시간 또는 게인 값을 조절하는 노광 조절부(제어부(310))를 더 구비해도 된다(스텝 S810). 제어장치는 소정의 F값(F값 임계값)을 기억하도록 구성된 기억부(기억부(305))를 더 구비해도 되고, 조리개 제어부는 소정의 F값을 초과하지 않도록 F값을 제어해도 된다(스텝 S806 내지 S809).
각 실시형태에 있어서, 제어장치는, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호와 틸트 각도에 근거하여, 광학 줌 값(초점거리 f)을 제어하도록 구성된 줌 제어부(렌즈 유닛 제어부(311))를 가진다. 줌 제어부는, 진동 검출부의 출력 신호와 틸트 각도에 근거하여, 피사체까지의 거리의 변화량 Δa를 산출하고, 거리의 변화량 Δa에 근거하여 광학 줌 값을 변경해도 된다. 줌 제어부는, 거리의 변화량이 피사계 심도의 절대값보다도 클 경우, 피사계 심도의 절대값이 변화량보다도 커지도록 광학 줌 값을 변경해도 된다(스텝 S905).
줌 제어부는, 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 각 변위량을 산출해도 된다. 줌 제어부는, 각 변위량이 제1 각 변위량일 경우, 광학 줌 값을 제1 광학 줌 값으로 제어해도 된다. 줌 제어부는, 각 변위량이 제1 각 변위량보다도 큰 제2 각 변위량일 경우, 광학 줌 값을 제1 광학 줌 값보다도 광각측의 제2 광학 줌 값으로 제어해도 된다(스텝 S905).
제어장치는, 광학 줌 값의 변화량에 따라 전자 줌 배율을 조절하도록 구성된 전자 줌 배율 조절부(제어부(310))를 구비해도 된다(스텝 S907). 기억부는 소정의 광학 줌 값을 기억하고, 줌 제어부는 소정의 광학 줌 값을 초과하지 않도록 광학 줌 값을 제어해도 된다. 광학 줌 값은, 촬상광학계의 초점거리에 관한 데이터이어도 된다.
본 발명의 실시형태는, 본 발명의 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체('비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체'로서 더 상세히 언급해도 된다)에 기록된 컴퓨터 실행가능한 명령(예를 들어, 1개 이상의 프로그램)을 판독하여 실행하거나 및/또는 전술한 실시예(들)의 1개 이상의 기능을 수행하는 1개 이상의 회로(예를 들어, 주문형 반도체 회로(ASIC)를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터나, 예를 들면, 전술한 실시형태(들)의 1개 이상의 기능을 수행하기 위해 기억매체로부터 컴퓨터 실행가능한 명령을 판독하여 실행함으로써, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 방법에 의해 구현될 수도 있다. 컴퓨터는, 1개 이상의 중앙처리장치(CPU), 마이크로 처리장치(MPU) 또는 기타 회로를 구비하고, 별개의 컴퓨터들의 네트워크 또는 별개의 컴퓨터 프로세서들을 구비해도 된다. 컴퓨터 실행가능한 명령은, 예를 들어, 기억매체의 네트워크로부터 컴퓨터로 주어져도 된다. 기록매체는, 예를 들면, 1개 이상의 하드디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 분산 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광 디스크(콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD), 또는 블루레이 디스크(BD)TM 등), 플래시 메모리소자, 메모리 카드 등을 구비해도 된다.
본 발명은, 상기한 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실행가능하다. 또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
각 실시형태는, 틸트 촬영시에 진동이 가해져도 초점이 맞은 화상을 촬영하는 것이 가능한 제어장치, 촬상장치, 및, 기억매체(프로그램)을 제공할 수 있다.
예시적인 실시형태들을 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 이러한 실시형태에 한정되지 않는다는 것은 자명하다. 이하의 청구범위의 보호범위는 가장 넓게 해석되어 모든 변형, 동등물 구조 및 기능을 포괄하여야 한다.

Claims (18)

  1. 촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하도록 구성된 각도 제어부와,
    상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 조리개 값을 제어하도록 구성된 조리개 제어부를 구비한 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조리개 제어부는, 상기 틸트 각도와 상기 진동 검출부의 상기 출력 신호에 근거하여, 피사체까지의 거리의 변화량을 산출하고, 상기 거리의 변화량에 근거하여 상기 조리개 값을 변경하는 제어장치,
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 조리개 제어부는, 상기 거리의 변화량이 피사계 심도의 절대값보다도 클 경우, 상기 피사계 심도의 절대값이 상기 변화량보다도 커지도록, 상기 조리개 값을 변경하는 제어장치,
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조리개 제어부는, 상기 진동 검출부의 상기 출력 신호에 근거하여, 각 변위량을 산출하는 제어장치,
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 조리개 제어부는, 상기 각 변위량이 제1 각 변위량일 경우, 상기 촬상광학계의 조리개의 구경을 제1 구경으로 제어하고, 상기 각 변위량이 상기 제1 각 변위량보다도 큰 제2 각 변위량일 경우, 상기 조리개의 구경을 상기 제1 구경보다도 작은 제2 구경으로 제어하는 제어장치,
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 조리개의 상기 구경의 변화량에 따라 노광 시간 또는 게인 값을 조절하도록 구성된 노광 조절부를 더 구비한 제어장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    소정의 조리개 값을 기억하도록 구성된 기억부를 더 구비하고,
    상기 조리개 제어부는, 상기 조리개 값이 상기 소정의 조리개 값을 초과하지 않도록 상기 조리개 값을 제어하는 제어장치.
  8. 촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하도록 구성된 각도 제어부와,
    상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 광학 줌 값을 제어하도록 구성된 줌 제어부를 구비한 제어장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 줌 제어부는, 상기 틸트 각도와 상기 진동 검출부의 상기 출력 신호에 근거하여, 피사체까지의 거리의 변화량을 산출하고, 상기 거리의 변화량에 근거하여 상기 광학 줌 값을 변경하는 제어장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 줌 제어부는, 상기 거리의 변화량이 피사계 심도의 절대값보다도 클 경우, 상기 피사계 심도의 절대값이 상기 변화량보다도 커지도록, 상기 광학 줌 값을 변경하는 제어장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 줌 제어부는, 상기 진동 검출부의 상기 출력 신호에 근거하여, 각 변위량을 산출하는 제어장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 줌 제어부는, 상기 각 변위량이 제1 각 변위량일 경우, 상기 광학 줌 값을 제1 광학 줌 값으로 제어하고, 상기 각 변위량이 상기 제1 각 변위량보다도 큰 제2 각 변위량일 경우, 상기 광학 줌 값을 상기 제1 광학 줌 값보다도 광각측의 제2 광학 줌 값으로 제어하는 제어장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 광학 줌 값의 변화량에 따라 전자 줌 배율을 조절하도록 구성된 전자 줌 배율 조절부를 더 구비한 제어장치.
  14. 제 8항에 있어서,
    소정의 광학 줌 값을 기억하도록 구성된 기억부를 더 구비하고,
    상기 줌 제어부는, 상기 광학 줌 값이 상기 소정의 광학 줌 값을 초과하지 않도록 상기 광학 줌 값을 제어하는 제어장치.
  15. 제 8항에 있어서,
    상기 광학 줌 값은 상기 촬상광학계의 초점거리에 관한 데이터인 제어장치.
  16. 촬상광학계와,
    상기 촬상광학계를 거쳐 형성되는 광학 상을 광전변환하도록 구성된 촬상소자와,
    청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 제어장치를 구비한 촬상장치.
  17. 컴퓨터에,
    촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하는 단계와,
    상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 조리개 값을 제어하는 단계를 포함하는 제어방법을 실행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체.
  18. 컴퓨터에,
    촬상광학계의 광축에 직교하는 평면과 촬상소자의 촬상면이 이루는 틸트 각도를 제어하는 단계와,
    상기 틸트 각도와, 진동을 검출하도록 구성된 진동 검출부의 출력 신호에 근거하여, 광학 줌 값을 제어하는 단계를 포함하는 제어방법을 실행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 기억한 비일시적인 컴퓨터 판독가능한 기억매체.
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