專利名稱：電荷耦合器件相機的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種CCD(電荷耦合器件)相機，尤其涉及一種CCD相機的控制方法，該方法能夠通過調(diào)節(jié)CCD相機在聚焦狀態(tài)和變焦狀態(tài)的自動調(diào)節(jié)中的變焦透鏡和聚焦透鏡的控制軌跡來補償因使用或不使用OLPF(光學低通濾光器)而引起的聚焦誤差。
背景技術(shù)：
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種典型透鏡單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)中的整體透鏡單元包括變焦透鏡11，用于對拍攝目標成像以使其放大或縮??；聚焦透鏡12，用于調(diào)節(jié)入射變焦透鏡11的物像焦點OLPF(光學低通濾光器)13，用于過濾所成的影像以使其在拍攝入射到聚焦透鏡12的拍攝目標的過程中通過阻擋紅外線而僅透過人眼可見的光；和CCD(電荷耦合器件)14，用于把通過OLPF13的物像的光量轉(zhuǎn)換成電信號。在這里，將描述現(xiàn)有技術(shù)中整體透鏡單元的操作。
首先，CCD14把透過透鏡單元的物像的光量轉(zhuǎn)換成電信號，并輸出該電信號。在這里，透鏡單元具有一個可更換的結(jié)構(gòu)，因此，在照度充足的情形下(即，能拍彩照)，例如白天，可以通過包括OLPF14的透鏡單元拍攝到清晰的相片。
相反，在例如夜間這樣的僅具有極低照度的低照度情形下(即，無法拍攝彩照時)，為了利用紅外線進行拍攝，不得不使用一個不含OLPF(光學低通濾光器)的透鏡單元取代包括OLPF13的透鏡單元。在這里，由于在透鏡單元的OLPF13的位置上插入折射率與OLPF13相同的玻璃，所以，可以使聚焦在CCD14上的影像焦點不變，除了更換透鏡單元之外，就如同沒有進行特殊的操作一樣。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于根據(jù)例如白天或夜間的照度情況，在不能進行彩色拍攝時每次都不得不更換透鏡單元，所以這給使用者帶來麻煩?，F(xiàn)在結(jié)合附圖2來描述用于解決上述問題的傳統(tǒng)方法。
圖2是試圖用于克服圖1所示透鏡單元的缺陷的透鏡單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖。
如圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)中的這個改進后的透鏡單元包括變焦透鏡11，用于對拍攝目標成像以使其放大或縮??；聚焦透鏡12，用于調(diào)節(jié)通過變焦透鏡所成物像的焦點；與絲桿25相連的電機23；可移動底板24，用于承載OLPF(光學低通濾光器)21和玻璃22且設(shè)置在絲桿25上，根據(jù)電機23的轉(zhuǎn)動方向而沿絲桿25的螺紋向上和向下或向左和向右移動；和CCD(電荷耦合器件)14，用于把通過OLPF21或玻璃22所成物像的光量轉(zhuǎn)換成電信號。
圖3是一個關(guān)于使用或不使用傳統(tǒng)的OLPF的控制軌跡數(shù)據(jù)實例的曲線圖。在現(xiàn)有技術(shù)中，在白天(高照度條件下)和夜間(低照度條件下)，變焦透鏡11和聚焦透鏡12的移動是應用同樣的控制軌跡30來控制的。例如，由于僅在白天使用OLPF21，而僅在夜間用與OLPF21具有相同折射率的玻璃22來代替OLPF21，所以，不管是在白天還是在夜間都使用相同的控制軌跡30來調(diào)節(jié)聚焦透鏡12和變焦透鏡11的移動?，F(xiàn)在結(jié)合附圖3描述現(xiàn)有技術(shù)中透鏡單元的操作。
首先，根據(jù)CCD(電荷耦合器件)相機的拍攝模式由電機23移動內(nèi)置在可移動底板24中的OLPF21和玻璃22。更詳細地說，電機23通過絲桿24的轉(zhuǎn)動來傳送可移動底板24，使得僅僅在白天時物像的光經(jīng)過OLPF21。在這里，玻璃具有與OLPF21相同的折射率以調(diào)節(jié)經(jīng)過聚焦透鏡12的光的折射。
相反，通過絲桿25的轉(zhuǎn)動來傳送可移動底板24，使得在夜間物像的光僅經(jīng)過玻璃22。更詳細地說，根據(jù)白天模式或夜間模式使入射到CCD14上的光通過OLPF21或玻璃22，可以解決更換透鏡單元的問題。
但是，考慮到相機產(chǎn)品的小型化和低廉化的趨勢，當在直接影響影像的相機透鏡OLPF21中加入用于調(diào)節(jié)透鏡組折射率的玻璃22(即“假濾光器”)時，就增加了CCD相機的生產(chǎn)成本。而且，由于加入玻璃22，也增大了CCD相機的尺寸，從而不利于相機的小型化。
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)的CCD相機中，由于使用者不得不根據(jù)白天模式或夜間模式，即根據(jù)照度情況更換透鏡單元，所以給使用者帶來了麻煩。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種CCD(電荷耦合器件)相機的控制方法，通過去掉不直接影響影像質(zhì)量的玻璃，而包括設(shè)置在CCD相機的透鏡單元中直接影響影像質(zhì)量的OLPF(光學低通濾光器)，而使CCD相機能夠給使用者帶來方便、降低成本且使其小型化，并且通過調(diào)節(jié)變焦透鏡和聚焦透鏡的控制軌跡來補償因去掉玻璃元件而產(chǎn)生的聚焦誤差。
為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明中的CCD(電荷耦合器件)相機的控制方法包括檢測拍攝區(qū)的照度；通過判斷所檢測到的照度是否低于預存儲的照度參考值而把CCD(電荷耦合器件)相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式或夜間模式；當拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式時，裝載預存儲在存儲器中的第一軌跡數(shù)據(jù)，以通過OLPF(光學低通濾光器)拍攝拍攝區(qū)；當拍攝模式轉(zhuǎn)換成夜間模式時，裝載預存儲在存儲器中的第二軌跡數(shù)據(jù)，以不通過OLPF(光學低通濾光器)而拍攝拍攝區(qū)；和基于所裝載的第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)CCD相機的透鏡焦點。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種典型透鏡的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中改進后的透鏡單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3是使用傳統(tǒng)OLPF(光學低通濾光器)的透鏡單元的控制軌跡數(shù)據(jù)實例的曲線圖；圖4A是一個透鏡單元的示意剖視圖，用以描述使用OLPF(光學低通濾光器)時的焦距；圖4B是一個透鏡單元的示意剖視圖，用以描述使用或不使用假玻璃時的焦距；圖5是本發(fā)明的CCD(電荷耦合器件)相機的控制裝置的示意方框圖；圖6是使用OLPF時控制軌跡數(shù)據(jù)實例的曲線圖；圖7是本發(fā)明的CCD(電荷耦合器件)相機的控制方法的流程圖。
具體實施例方式
下面，將結(jié)合附圖4-7描述本發(fā)明的一個實施例。
圖4A是一個透鏡單元的示意剖視圖，用以描述使用OLPF(光學低通濾光器)時的焦距。
圖4B是一個透鏡單元的示意剖視圖，用以描述使用或不使用假玻璃時的焦距。
首先，由于通過變焦透鏡31和聚焦透鏡32的光經(jīng)過OLPF(光學低通濾光器)33時被折射，所以改變了光的入射角，且因入射角的改變而使得透鏡組的焦距變長。在這里，OLPF33置于一個可移動底板41上，且根據(jù)CCD(電荷耦合器件)相機的拍攝模式例如白天模式或夜間模式之間的轉(zhuǎn)換而用機械方式把OLPF33移入或移出透鏡組的光路。
因此，在確定聚焦透鏡32和變焦透鏡31的控制軌跡時，通過計算經(jīng)OLPF33而增大的焦距來設(shè)置準確的焦距35A。更詳細地說，在白天使用OLPF33，而夜間把OLPF33移出光路以使未經(jīng)濾光的物像經(jīng)聚焦透鏡32入射到CCD34上(在夜間，不使用OLPF33和假玻璃)。在這里，如圖4B所示，由于OLPF33的移動縮短了焦距(焦距長度37A)，所以，用現(xiàn)有技術(shù)中的固定控制軌跡31不能獲得清晰的聚焦影像(拍攝區(qū))。
在這里，可以根據(jù)OLPF33、變焦透鏡31和聚焦透鏡32的折射特性改變焦距35A、37A。更詳細地說，透鏡的聚焦誤差發(fā)生在使用或不使用OLPF的情形下。
圖5是本發(fā)明的CCD(電荷耦合器件)相機的控制裝置的方框圖。
如圖5所示，CCD相機的控制裝置包括變焦透鏡31，用于對拍攝目標成像以使其放大或縮??；聚焦透鏡32，用于調(diào)節(jié)經(jīng)過變焦透鏡31的物像焦點OLPF(光學低通濾光器)33，用于在利用聚焦透鏡32對拍攝目標成像中通過阻擋紅外線過濾所成的影像的光而僅使人眼可見的光通過；與以絲桿42相連的第一電機38；可移動底板41，用于承載OLPF33且置于絲桿42中并根據(jù)第一電機38的轉(zhuǎn)動/反向轉(zhuǎn)動沿絲桿42的螺紋向上和向下和向右和向左移動；CCD(電荷耦合器件)，把經(jīng)OLPF33或聚焦透鏡32所成物像的光量轉(zhuǎn)換成模擬信號；A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)轉(zhuǎn)換單元35，用于把從CCD34輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像數(shù)據(jù)；照度檢測單元36，用于檢測數(shù)字影像數(shù)據(jù)的照度；微型計算機37，用于在比較所檢測到的照度值與預存儲的參考照度值的基礎(chǔ)上把相機的拍攝模式設(shè)定為白天模式或夜間模式，微型計算機37根據(jù)所設(shè)定的拍攝模式控制第一電機38的操作，并通過裝載預存儲的透鏡的第一軌跡數(shù)據(jù)或預存儲的透鏡的第二軌跡數(shù)據(jù)，根據(jù)拍攝模式輸出控制變焦透鏡31和聚焦透鏡32移動的控制信號；和第二電機39和第三電機40，它們分別根據(jù)微型計算機37所輸出的控制信號而移動變焦透鏡31和聚焦透鏡32。
下面，結(jié)合附圖6詳細描述使用或不使用OLPF33時所使用的第一和第二軌跡數(shù)據(jù)。
圖6是使用OLPF33時所使用的控制軌跡數(shù)據(jù)實例的曲線圖。其中，在白天模式下通過阻擋紅外線而使用OLPF33拍攝物像，使其與人眼視力所見的相似。
如圖6所示，在本發(fā)明的CCD相機的控制方法中，通過設(shè)定不同的軌跡61、62和根據(jù)所設(shè)定的軌跡61、62調(diào)節(jié)變焦透鏡31和聚焦透鏡32的移動而不管在白天模式還是在夜間模式下都能拍攝到清晰的影像。在這里，第二和第三電機39、40分別根據(jù)所設(shè)定的軌跡61、62控制(調(diào)節(jié))變焦透鏡31和聚焦透鏡32。
對應于各個軌跡61、62的第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)以映射格式預存儲在微型計算機37的存儲器(未示出)中，且無論拍攝模式是轉(zhuǎn)換成白天模式還是夜間模式，通過在各個軌跡61、62之間的轉(zhuǎn)換而移動變焦透鏡31和聚焦透鏡32來調(diào)節(jié)透鏡的焦點。在這里，第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)是為了使透鏡的焦點隨OLPF33移動(機械轉(zhuǎn)換)而變化以對應到CCD34的聚焦成像平面而用于調(diào)節(jié)變焦透鏡31和聚焦透鏡32的移動的數(shù)據(jù)。更詳細地說，由于變焦透鏡31和聚焦透鏡32的移動是通過根據(jù)白天模式或夜間模式而裝載在存儲器中預存儲的第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)而調(diào)節(jié)的，所以，不需要使用玻璃36A。
下面，將結(jié)合附圖7詳細描述本發(fā)明的CCD相機的控制裝置。
圖7是本發(fā)明的CCD相機控制方法的流程圖。更詳細地說，為了把CCD相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式或夜間模式，僅需要使用OLPF33而不需要使用玻璃36A，且在自動調(diào)節(jié)透鏡焦距之后拍攝物像(拍攝區(qū))。
首先，如S71步驟所示，照度檢測單元36檢測從A/D轉(zhuǎn)換單元輸出的數(shù)字影像數(shù)據(jù)(拍攝區(qū))的照度。在這里，高照度區(qū)域被確定為可見光范圍，且在白天模式下拍攝通過OLPF33的可見光范圍內(nèi)的拍攝目標。相反，低照度區(qū)域被確定為紅外線范圍，且在夜間模式下不利用通過OLPF33和玻璃36A的光拍攝紅外線范圍內(nèi)的拍攝目標。
然后，如同步驟72所示，微型計算機37判斷經(jīng)照度檢測單元36所檢測到的照度是小于或是大于預存儲的參考照度值。在這里，參考照度值、第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)都存儲在微型計算機37的存儲器(未示出)中。另外，參考照度值是經(jīng)過考慮(計算)在相機生產(chǎn)過程中的各種因素(相機的光圈、相機透鏡的放大倍數(shù)、透鏡單元的聚焦長度等)而設(shè)定的。
如步驟S73所示，當所檢測到的照度值不小于參考照度值時，微型計算機37把相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換為白天模式。更詳細地說，在白天模式中，微型計算機37控制第一電機38以使得包括OLPF33的可移動底板41沿著絲桿42的螺紋移動。在這里，為了使經(jīng)過聚焦透鏡32的物像的光經(jīng)OLPF33入射到CCD34上，而把承載OLPF33的可移動底板41移入光路。
如步驟S73所示，當把CCD相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式時，如步驟S74所示，微型計算機37裝載預存儲在存儲器中的第一軌跡數(shù)據(jù)，并如步驟S77所示，根據(jù)所裝載的第一軌跡數(shù)據(jù)控制第二和第三電機39、40來調(diào)節(jié)變焦透鏡31和聚焦透鏡32的移動。在這里，第一軌跡數(shù)據(jù)是用于補償因物像經(jīng)過OLPF33入射到CCD34上時透鏡的改變而引起的聚焦誤差的數(shù)據(jù)。
如步驟S75所示，當所檢測到的照度值不大于參考照度值時，微型計算機37把CCD相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換為夜間模式。更詳細地說，在夜間模式中，微型計算機37控制第一電機38以使得包括OLPF33的可移動底板41沿著絲桿42的螺紋移動。在這里，為了使透過聚焦透鏡32的物像的光不經(jīng)OLPF33而直接入射到CCD34上，而把承載OLPF33的可移動底板41移出光路。
如步驟S75所示，當把相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換成夜間模式時，如步驟S76所示，微型計算機37裝載預存儲在存儲器中的第二軌跡數(shù)據(jù)，并如步驟S77所示，根據(jù)所裝載的第二軌跡數(shù)據(jù)控制第二和第三電機39、40來調(diào)節(jié)CCD相機的變焦透鏡31和聚焦透鏡32的移動。在此，第二軌跡數(shù)據(jù)是用于補償因物像經(jīng)聚焦透鏡32(不經(jīng)過OLPF33)直接入射到CCD34上時透鏡的改變而引起的聚焦誤差的數(shù)據(jù)。
如上所述，通過控制變焦透鏡31和聚焦透鏡32的移動而將相機的拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式或夜間模式，而不需要每次都更換透鏡單元(在夜間不安裝假玻璃)，本發(fā)明的CCD相機控制方法能夠為使用者帶來更大的便利。
此外，由于不需要安裝調(diào)節(jié)透鏡組折射率的假玻璃，所以，本發(fā)明的CCD相機的控制方法因不使用假濾光玻璃而降低了生產(chǎn)成本。
另外，由于不需要安裝調(diào)節(jié)折射率的假濾光玻璃，本發(fā)明的CCD相機的控制方法使得CCD(電荷耦合器件)相機的尺寸減小了。
權(quán)利要求
1.一種電荷耦合相機的控制方法，包括步驟檢測用電荷耦合器件相機進行拍攝的拍攝區(qū)的照度；在比較所檢測到的照度和參考照度值的基礎(chǔ)上設(shè)定電荷耦合器件相機的拍攝模式；根據(jù)所設(shè)定的拍攝模式，通過裝載相應的預存儲的透鏡軌跡數(shù)據(jù)而控制電荷耦合器件相機透鏡的移動。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當所檢測到的照度不小于參考照度值時，將拍攝模式設(shè)定為白天模式。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當所檢測到的照度不大于參考照度值時，將拍攝模式設(shè)定為夜間模式。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于控制透鏡移動的控制程序還包括以下的子步驟在白天模式下裝載預存儲的第一軌跡數(shù)據(jù)；在夜間模式下裝載預存儲的第二軌跡數(shù)據(jù)；和基于所裝載的軌跡數(shù)據(jù)控制透鏡的移動。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，當拍攝模式分別轉(zhuǎn)換成白天模式和夜間模式時，第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)是用于控制透鏡移動的信息。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，在白天模式下經(jīng)過光學低通濾光器在可見光范圍內(nèi)拍攝目標。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，在夜間模式下不經(jīng)過光學低通濾光器在紅外線范圍內(nèi)拍攝目標。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，光學低通濾光器包括在電荷耦合器件相機的透鏡單元中，且根據(jù)拍攝模式用機械方式將其移入或移出透鏡單元的光路。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，軌跡數(shù)據(jù)存儲在電荷耦合器件相機的存儲器中，且依據(jù)拍攝模式的變換將其裝載到電荷耦合器件相機的控制單元中。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，軌跡數(shù)據(jù)包括用于補償因在所述透鏡中使用或不使用光學低通濾光器而引起的透鏡聚焦誤差的值。
11.一種電荷耦合器件相機的控制方法，包括步驟檢測用電荷耦合器件相機進行拍攝的拍攝區(qū)的照度；通過判斷所檢測到的照度是小于還是大于參考照度值來將電荷耦合器件相機的拍攝模式設(shè)定為白天模式或夜間模式；在白天模式下，裝載預存儲在存儲器中的第一軌跡數(shù)據(jù)；在夜間模式下，裝載預存儲在存儲器中的第二軌跡數(shù)據(jù)；和在第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上控制電荷耦合器件相機透鏡的移動。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，當所檢測到的照度不小于參考照度值時，設(shè)定為白天模式。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，當所檢測到的照度不大于參考照度值時，設(shè)定為夜間模式。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，在白天模式下經(jīng)過光學低通濾光器在可見光范圍內(nèi)拍攝目標。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，在夜間模式下不經(jīng)過光學低通濾光器在紅外線范圍內(nèi)拍攝目標。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)用于補償因使用或不使用所述的光學低通濾光器而引起的聚焦誤差。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)以映射格式預存儲在存儲器中。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，第一軌跡數(shù)據(jù)用于補償在白天模式下經(jīng)所述透鏡的光學低通濾光器而改變的透鏡的聚焦誤差。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，光學低通濾光器包括在電荷耦合器件相機的透鏡單元中，且用機械方式將其移入和移出透鏡的光路。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述的第二軌跡數(shù)據(jù)用于補償在夜間模式下不經(jīng)過所述光學低通濾光器而改變的透鏡的聚焦誤差。
21.一種電荷耦合器件相機的控制方法，包括步驟檢測用電荷耦合器件相機進行拍攝的拍攝區(qū)的照度；通過判斷所檢測到的照度是小于還是大于參考照度值來把電荷耦合器件相機的拍攝模式設(shè)定為白天模式或夜間模式；當拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式時，裝載用于控制電荷耦合器件相機透鏡的第一軌跡數(shù)據(jù)，以經(jīng)過光學低通濾光器拍攝拍攝區(qū)；當拍攝模式轉(zhuǎn)換成夜間模式時，裝載用于控制電荷耦合器件相機的透鏡的第二軌跡數(shù)據(jù)，以使拍攝區(qū)所成影像的光不經(jīng)過光學低通濾光器而拍攝拍攝區(qū)；和基于所裝載的軌跡數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)所述電荷耦合器件相機透鏡的焦點。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，第一軌跡數(shù)據(jù)和第二軌跡數(shù)據(jù)用于補償在使用或不使用所述光學低通濾光器時引起的聚焦誤差。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在白天模式下執(zhí)行第一軌跡數(shù)據(jù)的加載過程。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在夜間模式下執(zhí)行第二軌跡數(shù)據(jù)的加載過程。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，相機包括所述的光學低通濾光器，且根據(jù)拍攝模式用機械方式將其移入或移出透鏡的光路。
全文摘要
在一種CCD(電荷耦合器件)相機的控制方法中,根據(jù)預存儲的軌跡數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)相機的變焦透鏡和聚焦透鏡的控制軌跡,以補償在變焦透鏡和聚焦透鏡的自動調(diào)節(jié)中由于使用或不使用OLPF(光學低通濾光器)而引起的聚焦誤差。因此,由于在不更換透鏡單元的情況下可以把拍攝模式轉(zhuǎn)換成白天模式或夜間模式,所以,為使用者帶來了便利,降低了成本,而且通過去掉在不使用OLPF時用于調(diào)節(jié)折射率的假玻璃而使CCD相機小型化。
文檔編號G02B7/28GK1332389SQ01120038
公開日2002年1月23日 申請日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月6日
發(fā)明者樸世雄 申請人:Lg電子株式會社