CN101377605A - 监视摄影机装置 - Google Patents

Abstract

本发明所提供是一种监视摄影机装置，其可不论在白天或黑夜都可监视，且即使是因LED信号器等因配光(Light Distribution)迅速上升而指向性强的高亮度的监视对象，也不会在拍摄画面中产生曝光过度的反白而可保持色彩重现性。本发明所提供的是一种用来拍摄监视范围的监视摄影机装置，其可根据在监视摄影机装置当中的影像信号准位，且在监视摄影机装置内的透镜10与拍摄组件12间的光路径La中自动插入滤光片。该滤光片具有可从其它部分来衰减来自光学滤光片11的监视范围内被照体光量的范围，且不会因为产生曝光过度的反白并发生色彩重现性的恶化，且可以用来拍摄。

Description

监视摄影机装置

技术领域

本发明涉及一种监视摄影机装置，该监视摄影机装置不会在监视对象的拍摄画面中产生曝光过度的反白且可确保监视的色彩重现性。

背景技术

无论在室内还是户外，监视摄影机装置都能够在防止犯罪或者监视交通等方面加以广泛地使用。众所皆知，当监视摄影机装置拍摄到监视对象-被照体的信号时，在拍摄到有信号的画面中因曝光过度而反白，且使得监视范围内拍摄的部分画面因白化而无法监视。近年来已经普遍地将具有高亮度的光源-发光二极管(LED)应用于LED信号器。该LED信号器与现有的信号器相比，其因配光(光量的分布斜率)迅速上升而指向性强。若使用现有不具有自动光圈控制或者快门速度控制等曝光补偿技术的监视摄影机装置是无法处理的，且使得拍摄画面因曝光过度而反白以致无法监视且无法确保色彩重现性，因此会产生许多夜间无法监视到的范围。

在现有的监视摄影机装置中，为了避免在监视对象的拍摄画面中因曝光过度的反白及色彩重现性的恶化而产生无法监视的范围，一般会使用中密度(Neutral Density，ND)滤光片来衰减入射光量，再以上述曝光补偿技术加以处理。但是对于因配光迅速上升而使对比极为强烈的被照体，即使在监视摄影机装置的透镜上安装ND滤光片以解决因曝光过度而产生的反白，同时也会使其它的监视范围内拍摄的画面因失真而导致无法监视。为解决上述问题，本发明提供一种如图4所示的监视摄影机装置。在该监视摄影机装置1的透镜2前设置有一前丙烯(Acryl)板5，在前丙烯板5前设置有一遮光板3以衰减光路的部分光量，在光入射部5a的局部设置有一ND滤光片4。该ND滤光片4用以防止在拍摄画面中出现因曝光过度而产生的反白，使该监视摄影机装置1能够监视到所有的监视对象(请参见日本特开2003-348441号公报)。

在现有的监视摄影机装置中，虽然有使用ND滤光片来衰减部分入射到透镜的光量，以解决在拍摄画面中所产生的曝光过度的反白问题，但是如此的监视摄影机装置仅适用于白天的监视，如果监视摄影机装置的曝光与白天的光量配合时就不易在夜间的监视，且将ND滤光片设在固定位置的监视摄影机装置不论在白天或夜间都难以进行监视。另外，在监视对象内的被照体中，LED信号器等的配光因迅速上升而指向性强，这对于一般不具有自动光圈(iris)控制或快门速度控制等曝光补偿技术的监视摄影机装置而言将是无法处理的，而且在拍摄画面中容易产生曝光过度的反白，甚至可能会产生无法监视的范围，类似的问题在夜间的拍摄中尤其显著。

有鉴于类似上述的问题，本发明提供一种不论在白天或黑夜皆能监视的监视摄影机装置。该监视摄影机装置即使对于如同LED信号器等配光因迅速上升而指向性强的高亮度的监视对象也不会于拍摄画面中产生曝光过度之反白而可保有色彩重现性来监视的。

发明内容

解决上述问题，本发明提供一种用来拍摄监视范围的监视摄影机装置，其根据该监视摄影机装置当中的影像信号准位，在该监视摄影机装置内的透镜与拍摄组件间的光路径中自动插入滤光片，而该滤光片可从其它部分衰减来自光学滤光片的该监视范围被照体的光量范围。其中，拍摄组件使用的是电荷藕合组件(charge coupled device，CCD)。

在该监视摄影机装置的光学滤光片中，ND滤光片是形成于玻璃基板或者塑料基板的的部分上或是是形成于隔离红外线滤光片表面的的部分上。插入该光学滤光片，使得该光学滤光片的ND滤光片位于对应到影像信号达到饱和的影像信号范围的被照体光线的光路径上。

该监视摄影机装置具有控制切换动作的滤光片切换组件，此组件能从该光路径中插入或退出该光学滤光片。

该监视摄影机装置具有：视频准位检测组件，其可用来检测影像信号准位；以及滤光片切换控制组件，其能够根据该视频准位检测组件的检测结果来执行控制该光学滤光片的切换；且可以根据来自监视范围的被照体光量而改变的该影像信号准位，使得该滤光片切换控制组件能够让该滤光片切换组件来动作，且可控制从光学滤光片在光路径中插入或退出。

该监视摄影机装置中，通过该ND滤光片所产生的光透过率为1～2％。

在本发明所提供的应用于拍摄监视范围的监视摄影机装置中，可根据在该监视摄影机装置当中的影像信号准位，且在该监视摄影机装置内的透镜与拍摄组件间的光路径中自动插入滤光片。该滤光片可从其它部分来衰减来自光学滤光片的该监视范围内被照体的光度范围，且即使对于因高亮度而指向性强、对比强的被照体也能够使用光学滤光片来衰减光量，因而监视摄影机装置具有在拍摄画面中不产生曝光过度而反白的监视画面的优点。

该光学滤光片的ND滤光片可形成于玻璃基板或者塑料基板的的部分上或是形成于隔离红外线滤光片表面的的部分上，因此可以利用ND滤光片具有衰减部分被照体光量以防止产生曝光过度的反白且可拍摄到监视范围。其中，光学滤光片可将带有ND滤光片的部分形成在玻璃基板或塑料基板和隔离红外线滤光片的的部分，以及光学滤光片还可是不带有ND滤光片的玻璃基板或玻璃基板。

由于该光学滤光片的插入，使得光学滤光片的ND滤光片处于对应于影像信号达到饱和影像信号范围内被照体光线的光路径上。通过插入ND滤光片而衰减部分被照体光量，使得该监视摄影机装置具有可拍摄到监视范围的优点。

该监视摄影机装置具备有可控制切换动作的滤光片切换组件，该组件能在该光路径中插入或退出光学滤光片。通过滤光片切换组件自动让光学滤光片动作，因此该监视摄影机装置具有不论白天或夜晚都可防止在拍摄画面中产生曝光过度的反白且可拍摄到监视范围的优点。

该监视摄影机装置还包括：视频准位检测组件，其可用来检测影像信号准位；以及滤光片切换控制组件，其能够根据该视频准位检测组件的检测结果来执行控制该光学滤光片的切换。因为监视摄影机装置可以根据来自监视范围内被照体光量而改变的该影像信号准位，从而使得该滤光片切换控制组件能够让该滤光片切换组件动作且可控制在光路径中该光学滤光片的插入或退出。因此，该监视摄影机装置可根据视频准位检测组件的检测结果，使得滤光片切换控制组件可以控制滤光片切换组件，从而自动让光学滤光片动作。且通过光学滤光片在光路径中的插入或退出，该监视摄影机装置可防止在监视对象的拍摄画面中产生曝光过度的反白，且具有可确实监视到监视对象的优点。

由于通过该ND滤光片所产生的光透过率为1～2％，因此该监视摄影机装置可去除因为光源的高亮度所带来的影响，而且可以防止在监视对象的拍摄画面中产生曝光过度的反白且具有可确实监视到监视对象的优点。

附图说明

图1为本发明第一实施例的方块图。

图2为本实施例的光学滤光片的外观示意图。

图3为在本实施例的监视摄影机装置中，入射光量与摄影机输出信号的特性图。

图4为用来消除现有因曝光过度而反白的监视摄影机装置立体图。

其中，附图标记说明如下：

10 透镜

11 光学滤光片

11a、11b 滤光范围

11c ND 滤光片

12 电荷藕合组件CCD(拍摄组件)

13CDS/AGS 部(相关双采样/自动增益控制)部

14 视频准位检测部(视频准位检测组件)

15 内部、外部控制切换部

16 滤光片切换控制部(滤光片切换控制组件)

17 滤光片切换部(滤光片切换组件)

18 外部端子

具体实施方式

以下将参考附图说明本发明所提供监视摄影机装置的具体实施例。图1为本发明第一实施例的方块图，图1为光学滤光片的示意外观图，图3为在本实施例监视摄影机装置当中的入射光量-摄影机输出信号的特性图。

本实施例是一种可用来拍摄预防犯罪或交通监视等监视对象范围的监视摄影机装置，其可根据在监视摄影机装置当中的影像信号准位，在监视摄影机装置内的透镜与拍摄组件间的光路径中自动插入滤光片。该滤光片可从其它部分衰减来自光学滤光片的监视范围内被照体光量，以下将参考图1加以说明。其中，标号10表示从监视对象入射被照体光线L的透镜，标号11表示可以通过透过透镜10的被照体光线的光路径La中自动插入或退出的光学滤光片，标号12表示拍摄透过透镜10的被照体光线的电荷藕合组件(Charge Coupled Device，CCD)，标号13表示在放大CCD输出信号后，以双采样来调整影像信号的相关双采样/自动增益控制(CDS/AGC)部，标号14表示将由CDS/AGC部13输出的影像信号进行平滑化且检测出视频信号(影像信号)准位再输出内部切换信号的视频准位检测部，标号15表示可以切换控制来自视频准位检测部14的内部切换信号或者来自外部端子18的外部切换信号的内部、外部控制切换部，标号16表示可依据来自内部、外部控制切换部15的内部或者外部切换信号输出切换控制信号的滤光片切换控制部，标号17表示可依据来自滤光片切换控制部16的切换控制信号来进行切换光学滤光片11动作的滤光片切换部。从CDS/AGC部13来的影像信号将输出到影像信号处理部。

在本实施例中，光学滤光片11能通过滤光片切换部17的驱动而自动在透镜10和CCD12之间的光路径La中插入、退出。如图2所示的光学滤光片11，于框体中由不带有ND滤光片的滤光片范围11a和带有ND滤光片11c的滤光片范围11b所构成，而且光学滤光片11可通过在其长边方向滑动，将能衰减部分光量的滤光片范围11b在光路径La中插入、退出。在滤光片范围11a安装有一玻璃基板或塑料基板，且在范围11b中的玻璃基板或塑料基板表面的的部分上设置有ND滤光片11c。其中，ND滤光片11c可以是通过蒸镀在塑料基板等表面上形成的光吸收物质或者反射物质等。另外，ND滤光片11c也可以是通过蒸镀在塑料基板等的正面或者反面上形成的作为所希望的透过率材质的光吸收物质或者光反射物质。又，ND滤光片11c还可以是在玻璃基板或塑料基板中通过着色的步骤所得到的。

与其它滤光范围比较，ND滤光片11c的范围是可衰减被照体光线的透过光量(透过率)的范围。其中，在设置有此ND滤光片11c的范围中，作为监视对象的部分被照体光线是高亮度的且其配光曲线因迅速上升而指向性强，而且也是用来衰减由红外线光源放射出的光量的范围。该ND滤光片11c可衰减部分被照体光量，而且可用来作为曝光补偿使用而能以现有的曝光补偿技术来因应处理的滤光片。LED信号器可作为这种光源的代表，甚至可应用于使用发光二极管(LED)的广告媒体等。在这种光学滤光片11中，滤光片范围11a可应用于周围明亮且亮度差较小的白天，而滤光片范围11b可应用于周围昏暗，且四周与LED信号器的亮度差较大的夜晚，或者应用于即使在白天被照体光量衰减，而周围与LED信号器的亮度差较大的场所。ND滤光片11b能以现有的曝光补偿技术来因应处理的程度来曝光补偿。

在光学滤光片11的带有ND滤光片11c的范围和不带有ND滤光片11c的范围中，由透镜10入射的入射光量对CCD摄影机的信号输出饱和特性是有差异的。图3所示为入射光量对CCD摄影机的信号输出饱和特性，其中，对于有无ND滤光片会有不同。图3的饱和特性曲线(a)表示不透过ND滤光片11c的情况，图3的饱和特性曲线(b)表示透过ND滤光片11c的情况。也就是说，在不带有ND滤光片11c的情况下以饱和特性曲线(a)来表示，信号输出准位对光量的增加将迅速上升达到饱和，但在透过ND滤光片11c的光以饱和特性曲线(b)来表示，信号输出准位对光量的增加将缓慢达到饱和。如此利用ND滤光片以使因配光迅速上升、高亮度的被照体光线衰减，即可使部分的拍摄画面达到饱和且可显示不会产生因曝光过度而反白的画面。

在滤光片范围11b的的部分设置ND滤光片11c，通过将ND滤光片11c设置在被照射体光线亮度最高的部分的光路径上就能衰减部分的光量。ND滤光片11c所设置的位置因监视对象内被照体的不同而有所不同。例如，如果LED信号器包含在摄影画面时，则在摄影画面上的1/3处设置ND滤光片11c。ND滤光片11c位置还会因为监视对象的不同而有所不同。

另外，光学滤光片11将使用玻璃基板或塑料基板，而且ND滤光片11c也可以只设置在玻璃基板或塑料基板的表面上。其中，如果无法获得充分的衰减量时，也可以通过蒸镀在玻璃基板或塑料基板的正反两面上都形成ND滤光片11c以增加光量的衰减量。另外，通过逐渐缩小ND滤光片11c的周围厚度，而在基板面方向上逐渐进行光量的衰减，从而使来自被照体的配光分布平滑，也可以获得更好的拍摄画面。

再者，光学滤光片11将使用隔离滤光片范围11a、11b的红外线滤光片，而滤光片范围11b也可以设置有ND滤光片11c。相同地，也可以通过蒸镀在光学滤光片11的玻璃基板或塑料基板的正反两面上都设置ND滤光片11c以增加光量的衰减量。

另一方面，监视摄影机装置是使用在防范犯罪、交通监控等用途上，例如作为防范犯罪从室内来监视停车场时，将车道设定为被照体或者将街头设定为监视对象，其中被照体大都包含有设置在车道的使用发光二极管(LED)的LED信号器的情况。LED信号器使用高亮度的发光二极管(LED)做为光源。相较于现有的信号器，LED信号器的配光因迅速上升而指向性强。如果用以CCD作为拍摄组件的监视摄影机来拍摄的话，在夜间的监视时，特别会在监视画面中出现曝光过度而反白的现象，且使拍摄画面因色彩重现性而劣化，恐怕就会出现无法监视到LED信号器周围的现象。

在本实施例中，如果要拍摄到监视摄影机所监视对象的情况，就要在包含有被照体光线的LED信号器光路径上，将光学滤光片11的ND滤光片11c插入到透镜10和CCD12之间的光路径La中。这个时候，插入光学滤光片11，使ND滤光片11c位于在对应于被照体光线的LED信号器的光路径上。通过ND滤光片11c衰减因存在于监视对象内LED信号器所产生高亮度部分的光量，就不会在监视画面上产生由LED信号器引起的曝光过度的反白及色彩重现性的恶化，就可以拍摄到监视对象。又，可有效地使ND滤光片11c的透过率达到1～2％的程度。另外，利用仅衰减高亮度部分的光量，就可让现有的曝光补偿技术的自动光圈控制或快门速度控制等动作，且有可确实拍摄到监视对象。

再者，光学滤光片11也可以将滤光片形成在各玻璃基板或塑料基板与隔离红外线滤光片的部分，以及形成在未设置有ND滤光片的玻璃基板。如果将隔离红外线滤光片用在光学滤光片11时，就可去除红外范围的光线从而获得适当的色彩重现性，另外也可在隔离红外线滤光片的部分上通过设置ND滤光片来衰减拍摄对象光线的高亮度部分光量，如此就不会发生在拍摄画面上因为曝光过度而反白且劣化色彩重现性的现象，且可以拍摄到监视对象。

本实施例是以CCD12来拍摄含有LED信号器的监视对象内被照体光线。该光线为通过透镜10且透过光学滤光片11的光线，然后以CDS/AGC部13将CCD输出信号作为影像信号，再将影像信号输出到影像信号处理部，同时将影像信号输入到视频准位检测部14加以平滑处理而检测出影像信号准位，且通过判断出白天和夜晚的影像信号准位来输出内部切换控制信号，再经由内部、外部控制切换部15、滤光片切换控制部16来让滤光片切换部17动作，而将光学滤光片11的滤光片范围11b在光路径中插入或退出。另外，利用外部端子18即可强制性切换光学滤光片11，且从远程处即可实现远程控制。

在视频准位检测部14中，例如在透镜10和CCD12的光路径上设置有滤光片范围11a，且设定为白天的监视状态，如果从此状态转移到夜晚的监视情况时，就会使视频准位检测部14的影像信号准位逐渐降低，且能以既定的临界值Ra来输出切换信号而切换光学滤光片11，并将其从白天的监视状态转移到夜间的监视。另外，随着从夜间的监视状态转换到白天的监视状态，将使得影像信号准位逐渐上升，且能够以既定的临界值Rb来输出切换信号且自动切换光学滤光片11，并将其从夜间的监视状态转换到白天的监视。其中，临界值Ra、Rb将设定为Ra<Rb的关系。在视频准位检测部14中设置有一个视频准位判断组件，此组件是以临界值Ra、Rb来判断影像信号准位，而在结束判断影像信号准位后输出内部切换控制信号。当然，由于视频准位检测部14的影像信号准位乃是光学滤光片11的切换基准，因此即使在白天，有时也会因为气象条件的关系从白天的监视状态自动转换到以夜间为准的监视状态。

另外，本实施例的另一优点是，除LED信号器以外，如果让使用有LED的广告媒体作为监视对象的情况也同样不会发生因为曝光过度而反白且造成劣化色彩重现性的现象，且具可监视的优点。当然，如果在被照体中可能发生在多处因为高亮度而曝光过度的反白的情况下，也可以在多处设置ND滤光片。

该监视摄影机装置作为本发明的一个具体实施例，其利用无论于白天或黑夜皆可自动切换光学滤光片来避免发生劣化色彩重现性，进而可以拍摄到监视范围。另外，也可通过在隔离红外线滤光片的部分上蒸镀ND滤光片作为日夜型摄影机的隔离红外线滤光片切换机构。

Claims (8)

1.一种用来拍摄监视范围的监视摄影机装置，其特征在于：根据在该监视摄影机装置当中的影像信号准位，在该监视摄影机装置内的透镜与拍摄组件间的光路中自动插入滤光片，该滤光片具有由其它部分衰减自光学滤光片的该监视范围内被照体光量的范围。

2.如权利要求1所述的监视摄影机装置，其特征在于，该光学滤光片将ND滤光片形成于玻璃基板或者塑料基板的部分上，或是形成于隔离红外线滤光片表面的部分上。

3.如权利要求2所述的监视摄影机装置，其特征在于，插入该光学滤光片，使得该光学滤光片的ND滤光片位于对应于影像信号达到饱和的影像信号范围的被照体光线的光路上。

4.如权利要求1或2或3所述的监视摄影机装置，其特征在于，该监视摄影机装置具有控制切换动作的滤光片切换组件，该滤光片切换组件能在光路中插入或取出该光学滤光片。

5.如权利要求4所述的监视摄影机装置，其特征在于，该监视摄影机装置还具有：

视频准位检测组件，其可用来检测影像信号准位；以及

滤光片切换控制组件，其能够根据该视频准位检测组件的检测结果来执行控制该光学滤光片的切换，且可以根据通过来自监视范围的被照体光量改变的该影像信号准位，使得该滤光片切换控制组件能够让该滤光片切换组件动作，从而控制该光学滤光片在该光路中插入或退出。

6.如权利要求2或3所述的监视摄影机装置，其特征在于，通过该ND滤光片所产生的光透过率为1～2％。

7.如权利要求4所述的监视摄影机装置，其特征在于，通过该ND滤光片所产生的光透过率为1～2％。

8.如权利要求5所述的监视摄影机装置，其特征在于，通过该ND滤光片所产生的光透过率为1～2％。

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