JP2019095471A

JP2019095471A - 撮像装置、及びその制御方法

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Publication number: JP2019095471A
Application number: JP2017221881A
Authority: JP
Inventors: 憲太朗小暮; Kentaro Kogure
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2019-06-20
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: CN109922254B; CN109922254A; US10880486B2; JP7080622B2; US20190158752A1; EP3486719A1; EP3486719B1

Abstract

【課題】暗闇環境下においてズーム動作の状態にかかわらず視認性の良い画像を得ることができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、ズームレンズを有する撮像部１００と、ズームレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部１０４と、を備え、被写体に向けて光を照射する照明部１０６を用いて撮影可能であって、ズームレンズの駆動情報に応じて照明部１０６の調光速度を変更する制御手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば監視カメラ等の撮像装置、及びその制御方法に関する。

赤外照明装置を搭載した監視カメラが普及してきており、また、広角レンズや高倍率レンズ等の設置環境や監視対象の被写体に応じて様々な種類の監視カメラが存在する。特に高倍率レンズを搭載したカメラにおいては、長距離まで赤外照明光を照射可能なパワーとズーム動作に連動した最適な赤外照明装置の制御が求められている。

一方で、複数の照射角の異なる赤外照明光を照射する赤外照明装置を搭載しているカメラが主流となっている。

例えば、特許文献１では、照明光として複数の異なる色や発光量の光を発光可能な発光部を有し、発光部を制御する発行制御部がカメラの撮影と無関係に時間の経過に応じて色や発光量を変化させながら照明光を連続的に発光させる技術が開示されている。

特許第５２２３８７０号公報

この種のカメラでは、ズーム倍率に応じて複数の照射角の異なる赤外照明光の照明強度の割合を変更することが要求される。しかし、上記特許文献１では、画角を考慮していないため、ズームしたときの光量落ちが発生してしまう問題がある。

そこで、本発明は、暗闇環境下において、ズーム動作の状態にかかわらず視認性の良い画像を得ることができるように照明部を制御する撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ズームレンズを有する撮像部と、前記ズームレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、を備え、被写体に向けて光を照射する照明部を用いて撮影が可能な撮像装置であって、前記ズームレンズの駆動情報に応じて、前記照明部の調光速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、暗闇環境下において、ズーム動作の状態にかかわらず視認性の良い画像を得ることができる。

本発明の撮像装置の第１の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１に示すデジタルカメラを構成する撮像部を示すブロック図である。図１に示すデジタルカメラの処理を説明するフローチャート図である。照明部の照明強度と時間との関係を示すグラフ図である。照明強度の変更量とズーム駆動中の時間との関係を示すグラフ図である。本発明の撮像装置の第２の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。ズーム駆動中のレンズ位置とレンズ駆動速度の関係を示すグラフ図である。図６に示すデジタルカメラの処理を説明するフローチャート図である。本発明の撮像装置の第３の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図９に示すデジタルカメラの処理を説明するフローチャート図である。ズームレンズの現在位置とパンチルト駆動部の現在速度に応じた調光速度の補正係数のテーブル例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の第１の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すデジタルカメラを構成する撮像部１００を示すブロック図である。

本実施形態のデジタルカメラ（以下、カメラという。）は、図１に示すように、撮像部１００、画像処理部１０２、出力部１０３、レンズ駆動部１０４、レンズ駆動判定部１０５、照明部１０６、照明制御部１０７及び照明判定部１０８を備える。

撮像部１００は、外部から光をとり込んで撮像を行い、図２に示すように、ズームレンズやフォーカスレンズを含む複数枚のレンズ群からなるレンズ１１０と、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子１１１を備える。また、撮像部１００は、雑音軽減を行う相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）回路１１２及びカメラの利得制御を自動で行うゲインコントロール（Automatic Gain Control：ＡＧＣ）アンプ回路１１３を備える。更に、撮像部１００は、アナログ信号をデジタル信号へと変換を行うＡ／Ｄ変換回路１１４を備える。

図１及び図２に示すように、撮像素子１１１は、撮像光学系としてのレンズ１１０を介して結像された被写体像を電気信号に変換する。ＣＤＳ回路１１２は、撮像素子１１１から出力された電気信号に対して相関二重サンプリング処理などを実施する。ＡＧＣアンプ回路１１３は、ＣＤＳ回路１１２から出力された電気信号に対して増幅処理などを行う。Ａ／Ｄ変換回路１１４は、ＡＧＣアンプ回路１１３により増幅処理されたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。

図１に示すように、画像生成部１０１は、撮像部１００で得られたデジタル信号からデジタル画像を生成する。画像信号処理部１０２は、画像生成部１０１で生成された画像に対して、種々の画像処理を行う。ここで、画像処理とは、ノイズ低減処理、ホワイトバランス処理、色調補正、ガンマ補正、エッジ強調等を含む。出力部１０３は、画像信号処理部１０２で種々の画像処理を行った画像を出力する。

レンズ駆動部１０４は、撮像部１００のレンズ１１０を駆動させる。レンズ１１０は、レンズ駆動部１０４によってワイド側からテレ側の範囲を光軸方向に移動する。レンズ駆動判定部１０５は、レンズ駆動部１０４でレンズ１１０を駆動させているかどうかを判定する。

照明部１０６は、撮像部１００で撮像している被写体に向けて照明光を照射する。なお、照明部１０６は、カメラと一体型になっていてもよいし、外部接続されて着脱可能であってもよい。また、照明部１０６が照射する光の波長成分は、可視光や赤外光等の撮像素子１１１の分光感度に含まれる任意の波長成分でもよい。照明制御部１０７は、照明部１０６の照明強度を制御する。照明強度は、手動で変更してもよいし、外的な条件の変化等で自動的に変更してもよい。また、照明強度の変更割合は任意に変更してもよい。照明判定部１０８は、照明部１０６が有効であるか無効であるかを判定する。

次に、図３を参照して、カメラの処理を説明する。図３の各処理は、カメラが備える不図示のシステム制御回路のＲＯＭ等に記憶されたプログラムがＲＡＭに展開されてＣＰＵ等により実行される。なお、本実施形態では、ＣＰＵが図１、図２に示す各部の少なくとも１つとして機能する。

図３において、ステップＳ３００では、照明判定部１０８において照明部１０６が有効であるか無効であるかを判定する。ここで、照明部１０６が有効であるか無効であるかを判定する際に、ユーザ等が設定した照明部１０６の有効または無効を選択した結果を用いて判定してもよい。また、照明制御部１０７における照明部１０６の制御が有効か無効かを判定してもよい。そして、照明部１０６が有効と判定された場合は、ステップＳ３０１に進み、無効と判定された場合は、処理を終了する。

ステップＳ３０１では、レンズ駆動判定部１０５においてズームレンズの駆動情報としてのレンズ１１０内のズームレンズが駆動中であるか否かを判定する。なお、ズームレンズの駆動中の判定において、ズームレンズが指定された絶対位置に移動している期間を駆動中としてもよく、また、ズームレンズが所定の位置から相対的に移動している期間を駆動中としてもよい。さらに、レンズ駆動判定部１０５の代替手段として、測距センサや画像パターン認識等の別の手段を用いて画角または焦点距離の変化を判定してもよい。

そして、レンズ駆動判定部１０５でズームレンズが駆動中と判定された場合は、ステップＳ３０２に進み、そうでない場合は、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０２では、照明制御部１０７で照明部１０６の照明強度を制御する際の調光速度を通常とは異なるズーム駆動中の調光速度に変更し、処理を終了する。ズーム駆動中の調光速度は、あらかじめ定めていてもよいし、ズームレンズの駆動情報としてのズーム駆動速度やズーム駆動時間、ズーム駆動方向等に応じて定めてもよい。

図４は、照明部１０６の照明強度と時間との関係を示すグラフ図である。図４において実線は通常の調光速度、破線は通常とは異なるズーム駆動中の調光速度である。また、照明部１０６の照明強度を制御する際の調光速度は、図５に示すように、照明部１０６の単位時間あたりの照明強度の変化量の割合を変更してもよい。単位時間あたりの照明強度の変化量の割合を変更することで、照明部１０６の照明強度を段階的に変更する際の応答性を向上させることができる。

一方、ステップＳ３０３では、システム制御回路は、照明部１０６の通常の照明強度を制御する際の調光速度を設定し、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、ズームレンズが駆動中であるか否に応じて照明部１０６の照明強度を制御する際の調光速度を変更しているので、光源がないような暗闇環境下のズーム動作の状態にかかわらず、視認性の良い画像を得ることができる。

（第２の実施形態）
図６乃至図８を参照して、本発明の撮像装置の第２の実施形態に係るカメラについて説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態に対して重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

図６は、カメラの構成を示すブロック図である。図６に示すように、本実施形態のカメラは、上記第１の実施形態のカメラ（図１及び図２参照）に加えて、被写体輝度検出部２０１、レンズ移動方向判定部２０２、レンズ駆動時間算出部２０３、レンズ駆動速度算出部２０４、及びレンズ情報取得部２０５を備える。

被写体輝度検出部２０１は、撮像部１００で撮像している画像から被写体の輝度を検出する。ここで、被写体輝度の検出は、画像処理部１０２でガンマ補正等の輝度補正を行った画像に対して行ってもよいし、画像処理前の段階で行ってもよい。また、画像から被写体輝度を検出するのではなく、被写体輝度検出用の測光センサ等を用いて被写体輝度を検出してもよい。レンズ移動方向判定部２０２は、レンズ１１０内のズームレンズがワイド側に変化するかテレ側に変化するかを判定する。

レンズ駆動時間算出部２０３は、ズームレンズが駆動している時間を算出する。レンズ駆動時間は、ズームレンズが駆動を開始して終了するまでの時間とする。レンズ駆動速度算出部２０４は、ズームレンズの駆動速度を算出する。ズームレンズの駆動速度は、現在の駆動速度でもよいし、予め決められた駆動速度でもよい。図７は、予め決められたレンズ駆動速度に関して、ズームレンズがワイド位置からテレ位置にズームする際のレンズ駆動速度の例を示すグラフ図である。

レンズ情報取得部２０５は、レンズ１１０に関する情報を取得する。ここで、レンズ情報とは、ズームレンズの現在位置、ズームレンズの目標位置、ズーム倍率、画角範囲、設定可能なズームレンズの駆動速度、ズームレンズの現在位置毎の開放Ｆ値等である。

次に、図８を参照して、カメラの処理を説明する。図８の各処理は、カメラが備える不図示のシステム制御回路のＲＯＭ等に記憶されたプログラムがＲＡＭに展開されてＣＰＵ等により実行される。なお、本実施形態では、ＣＰＵが図６に示す各部の少なくとも１つとして機能する。なお、図８において、ステップＳ８００，ステップＳ８０１及びステップＳ８０３については、上記第１の実施形態（図３参照）のステップＳ３００，ステップＳ３０１及びステップＳ３０３の処理と同様のため、その詳細な説明を省略する。

ステップＳ８０２では、ステップＳ８０１でレンズ駆動判定部１０５においてズームレンズが駆動されていると判定された場合は、レンズ情報取得部２０５から得られたズームレンズの目標値が指定されているか否かを判定する。そして、ズームレンズの目標値が指定されている場合は、ステップＳ８０５に進み、そうでない場合は、ステップＳ８０４に進む。

ステップＳ８０４では、レンズ駆動時間算出部２０３で算出されたズームレンズの駆動時間およびレンズ移動方向判定部２０２で判定されたズームレンズの移動方向に応じた調光速度を照明制御部１０７に設定し、ステップＳ８０７に進む。ここで、レンズ駆動時間算出部２０３で算出されたズームレンズの駆動時間が長いほど調光速度を速くしてもよい。また、レンズ移動方向判定部２０２で判定されたレンズ移動方向は、レンズ情報取得部２０５から得られるズーム駆動中の絞り値（Ｆ値）の変化を考慮して、ワイド方向よりもテレ方向に駆動するときのほうの調光速度を相対的に速くしてもよい。

一方、ステップＳ８０５では、レンズ駆動速度算出部２０４によりズームレンズの現在の位置からレンズ情報取得部２０５で得られたズームレンズの目標値までのレンズ駆動速度を算出し、ステップＳ８０６に進む。

ステップＳ８０６では、ステップＳ８０５で算出されたレンズ駆動速度に応じて照明制御部１０７に調光速度を設定し、ステップＳ８０７に進む。また、ステップＳ８０３で通常の調光速度を設定した場合もステップＳ８０７に進む。

ステップＳ８０７では、被写体輝度検出部２０１で検出された画像の明るさが適正であるとしてあらかじめ定められた輝度レベルを満たしているか否かを判定する。ここで、明るさの適正の基準は、予め決められた画像の一部または全体の輝度レベルを満たしているか否かで判定してもよい。また、被写体輝度検出部２０１で検出する画像は、画像処理前後の何れの画像でもよい。さらに、画像ではなく外部の測光センサ等を用いて被写体輝度を検出してもよい。そして、被写体輝度検出部２０１で検出された画像の明るさが適正である場合は、処理を終了し、適正でない場合は、ステップＳ８０８に進む。

ステップＳ８０８では、設定されている調光速度で照明制御部１０７により照明部１０６を制御し、ステップＳ８０１に戻る。

以上説明したように、本実施形態では、ズームレンズが駆動中であるか否に応じて照明部１０６の照明強度を制御する際の調光速度を変更し、変更後、被写体輝度が適正な明るさでない場合は、変更された調光速度で照明部１０６の照明制御を行う。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態と同等である。

（第３の実施形態）
次に、図９乃至図１１を参照して、本発明の撮像装置の第３の実施形態に係るカメラについて説明する。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態に対して重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態のカメラは、図９に示すように、上記第２の実施形態のカメラ（図６参照）をカメラ本体１０とし、カメラ本体１０をパンチルト駆動装置２０によってパンチルト方向に駆動する。パンチルト駆動装置２０は、パンチルト駆動部３０１、パンチルト速度変更部３０２、パンチルト駆動判定部３０３、及びパンチルト駆動速度取得部３０４を備える。

パンチルト駆動部３０１は、例えばステッピングモータ等で構成され、カメラ本体１０の撮影方向をパン方向及びチルト方向の少なくとも一方に駆動する。なお、カメラ本体１０の全体をパン／チルト方向に駆動するのではなく、撮像部１００をパン方向／チルト方向に駆動してもよい。

パンチルト速度変更部３０２は、パンチルト駆動部３０１のパン方向及びチルト方向の駆動速度を変更する。このとき、パン方向の駆動速度とチルト方向の駆動速度は、同じ速度でもよいし、異なる速度でもよい。また、駆動速度は、一定ではなく、駆動開始時、駆動中、駆動停止時に加減速を行ってもよい。

パンチルト駆動判定部３０３は、パンチルト駆動部３０１がパン方向／チルト方向に駆動中であるか否かを判定する。パンチルト駆動速度取得部３０４は、パンチルト駆動部３０１で駆動する際の駆動速度を取得する。

次に、図１０を参照して、カメラの処理を説明する。図１０の各処理は、カメラが備える不図示のシステム制御回路のＲＯＭ等に記憶されたプログラムがＲＡＭに展開されてＣＰＵ等により実行される。なお、本実施形態では、ＣＰＵが図９に示す各部の少なくとも１つとして機能する。なお、図１０において、ステップＳ１０００〜ステップＳ１００６，ステップＳ１００７，ステップＳ１００８については、上記第２の実施形態（図８参照）のステップＳ８００〜ステップＳ８０８の処理と同様のため、その詳細な説明を省略する。

まず、ステップＳ１００３、ステップＳ１００４、又はステップＳ１００６でそれぞれ照明制御部１０７に調光速度を設定した後、ステップＳ１００３ａに進む。ステップＳ１００３ａでは、パンチルト駆動判定部３０３でパンチルト駆動部３０１が駆動中であるか否かを判定する。そして、パンチルト駆動判定部３０３でパンチルト駆動部３０１が駆動中と判定された場合は、ステップＳ１００３ｂに進み、そうでない場合は、ステップＳ１００７に進む。

ステップＳ１００３ｂでは、パンチルト駆動速度に応じて照明制御部１０７に設定されている調光速度を補正し、ステップＳ１００７に進む。このとき、例えば図１１に示すように、ズームレンズの現在位置に対するパンチルト駆動速度の補正係数テーブルを参照して調光速度を補正する。なお、ズーム駆動速度が速いかつパンチルト駆動速度が速い程補正係数は大きくしてもよい。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態及び上記第２の実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００撮像部
１０１画像生成部
１０２画像処理部
１０３出力部
１０４レンズ駆動部
１０５レンズ駆動判定部
１０６照明部
１０７照明制御部
１０８照明判定部

Claims

ズームレンズを有する撮像部と、前記ズームレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、を備え、被写体に向けて光を照射する照明部を用いて撮影が可能な撮像装置であって、
前記ズームレンズの駆動情報に応じて、前記照明部の調光速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする撮像装置。
前記ズームレンズが駆動中であるか否かを判定するレンズ駆動判定手段を備え、
前記制御手段は、前記レンズ駆動判定手段で前記ズームレンズが駆動中と判定された場合、前記ズームレンズが駆動中と判定されなかった場合に対して前記調光速度を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記照明部が有効か無効かを判定する照明判定手段を備え、
前記制御手段は、前記照明判定手段で前記照明部が有効と判定され、前記レンズ駆動判定手段で前記ズームレンズが駆動中と判定された場合に、前記ズームレンズが駆動中と判定されなかった場合に対して前記調光速度を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記撮像部で撮像される被写体の明るさを検出する輝度検出手段を備え、
前記制御手段は、前記輝度検出手段で検出された被写体輝度があらかじめ定められた輝度レベルより暗い場合、前記照明部の調光を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記制御手段は、単位時間あたりの前記照明部の照明強度の変化量の割合を変更することで前記調光速度を変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記ズームレンズによるズーム倍率の変化の方向を判定する移動方向判定手段を備え、
前記制御手段は、前記ズーム倍率がテレ方向に変化すると判定された場合、前記調光速度を前記ズーム倍率がワイド方向に移動するときより相対的に速くすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記レンズ駆動部で前記ズームレンズを駆動する際の駆動速度を算出する駆動速度算出手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動速度算出手段で算出された前記ズームレンズの駆動速度に応じて前記調光速度を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記駆動速度算出手段は、前記ズームレンズの現在の位置から目標位置までの駆動速度を算出することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
前記レンズ駆動判定手段で前記ズームレンズが駆動中と判定されている時間を算出する駆動時間算出手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動時間算出手段で算出された駆動時間に応じて前記調光速度を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記ズームレンズの現在位置ごとの開放Ｆ値を取得する取得手段を備え、
前記制御手段は、前記取得手段で取得された前記開放Ｆ値に応じて前記調光速度を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
少なくとも前記撮像部をパン方向およびチルト方向に駆動して撮影方向を変更するパンチルト駆動装置を備え、
前記パンチルト駆動装置は、前記パン方向または前記チルト方向の駆動速度を取得する駆動速度取得手段を有し、
前記制御手段は、前記駆動速度取得手段で取得された駆動速度に応じて前記調光速度を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記パンチルト駆動装置は、前記パン方向または前記チルト方向の駆動速度を変更する速度変更手段を有することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
前記照明部は、赤外光を照射することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記照明部は、前記撮像装置に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の撮像装置。
ズームレンズを有する撮像部と、前記ズームレンズを光軸方向に駆動するレンズ駆動部と、を備え、被写体に向けて光を照射する照明部を用いて撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、
前記ズームレンズの駆動情報に応じて、前記照明部の調光速度を制御する制御ステップを備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。