JP2004266605A

JP2004266605A - Television camera apparatus

Info

Publication number: JP2004266605A
Application number: JP2003055448A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Igarashi; 和広五十嵐
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP4241912B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a television camera apparatus in which a color image and a black-and-white image are appropriately switched by preventing hunting in filter switching regardless of where a television camera is installed, as the television camera having a function for picking up images while switching an infrared cutting filter in accordance with a change in brightness. <P>SOLUTION: The television camera apparatus is composed of an imaging element for imaging an object, the infrared cutting filter for removing a wavelength component in a near infrared area, a driving mechanism for putting-in/putting-out the infrared cutting filter in front of the imaging element, a video signal processing circuit for processing a video signal from the imaging element, a memory device equipped with a sunrise and sunset data table based on location information, and a control circuit having time information, and the control circuit controls the driving mechanism for the infrared cutting filter on the basis of the sunrise and sunset data table based on the location information, and the time information. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラ装置に関し、特に、屋外に設置するカメラのカラー映像と近赤外白黒映像とを切り替えて撮像するテレビジョンカメラ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラーテレビジョンカメラに用いるＣＣＤ等の撮像素子の感度特性は、通常４００ｎｍ〜９００ｎｍ位の波長領域であるが、撮像した画像の色再現性を人が見て、自然な画面となるように赤外カットフィルタを撮像素子の受光面の前面に配置し、近赤外領域の約７００ｎｍ以上の波長成分を除去している。
【０００３】
そのため、例えば、日中の明るく、可視光領域の４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長成分が多い時には良好なカラー画像が得られるし、また、このようなカラーテレビジョンカメラを監視用カメラに用いた場合、監視し易いカラー映像が得られる。しかし、雨の日や夕方の薄暗くなった時及び夜間等は、可視光成分が減少し、カラー画像が見づらくなるし、また、監視のための侵入者等の監視がしづらくなるという問題が発生する。
【０００４】
また、自動利得制御（以下、ＡＧＣと略称する）による感度向上や、フレームメモリを用いた画像蓄積による感度向上を行なう場合もある。しかし、ＡＧＣによる感度向上の場合には、Ｓ／Ｎ比の低下という短所がある。また画像蓄積動作による感度向上をするためには、画像蓄積期間を長くする必要がある。しかし、画像蓄積期間を長くすると動きの速い被写体を撮像したときにブレが生じてしまうという短所がある。従って、画像の品質を保つためには、むやみにＡＧＣゲインを上げたり、画像蓄積期間を長くすることはできない。
【０００５】
これらを改善する方法の一つとして、近赤外領域光まで感度がある撮像素子を用いて明るいときは、色再現性を重視するため、赤外カットフィルタを撮像素子の全面に付けてカラー映像を撮像し、暗くなると自動または手動で赤外カットフィルタを外して、近赤外領域の波長成分をも利用した白黒映像を得るテレビジョンカメラ装置がある（例えば、特許文献１および２参照）。また感度を上げるため近赤外領域用の照明を照射するカメラもある。さらに、上述のＡＧＣや画像蓄積動作を補助的に組み合わせた場合でも、ＡＧＣゲインや画像蓄積を低く抑えることで、前述のＳ／Ｎ比の低下等を極力少なくする方法も取られている。
【０００６】
而して、上述のように赤外カットフィルタを自動または手動で切替える場合、その切替タイミングが問題になる。特に赤外カットフィルタを取り外して近赤外照明を照射した場合、赤外カットフィルタを挿入してカラー映像を撮像した時よりも輝度レベルが高くなることもある。従って、輝度レベルを検出してフィルタを切り替える方式の場合は、赤外カットフィルタを取り付けカラー映像に戻してしまうことがあるが、カラー映像に戻ると、また輝度レベルが低いため再び白黒映像に切り替えられる。この動作を繰り返してしまうこととなる。すなわち、カラー映像と白黒映像が交互に入れ替わる、所謂、ハンチングが起こることとなる。このハンチングを防ぐために、従来の輝度レベルの変化を検出する方式では一度白黒映像に切り替わったら、しばらくカラー映像に切り替わらないようにヒステリシスを多く持たせて白黒映像からカラー映像に切り替わりにくくする方法や所定の明るさを判断するために撮像素子の受光面の一部に赤外線カットフイルタを取付け、赤外線カットフイルタを通して得られる白黒信号と、赤外線カットフイルタ以外の部分から得られる白黒信号をマイコンで演算し、ハンチングが起こらないように制御する方法（例えば、特許文献３参照）がある。
【０００７】
また、監視用カメラ（例えば、特許文献４参照）として、太陽光や室内照明で撮影する第１の撮影モードと被写体に赤外光を照射して撮像する第２の撮像モードを具え、時刻設定したタイマーで第１と第２の撮像モードを切替える技術が記載されている。
【０００８】
更に、本発明者が先に出願したテレビジョンカメラ装置（特願２００２−２８０７２５：出願日平成１４年９月２６日）には、赤外カットフイルタの出し入れによるハンチングを防止するために日の出か、日没かの情報を含むタイマーにより切替える技術が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−２３９３５６号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】
特開２００１−７５１４０号公報（第３−４頁、図１−３）
【特許文献３】
特開２００２−１３５７８８号公報（第４頁、図１、４）
【特許文献４】
特開２０００−２３５２１２号公報（第３頁）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した日の出や日没の時刻は、一年中変化するし、また、経度と緯度によっても異なる。更に、平地か高地かによっても異なるため、テレビジョンカメラ装置の設置する場所によって、これらを個々に設定する必要があるが、これは極めて煩雑であり、また、保守や点検においても容易ではない。また、上記特許文献３で説明した赤外カットフイルタの出し入れによるハンチングを防止するためには、特殊な構造の赤外カットフイルタが必要になり、また、その制御回路も複雑になる。また、ヒステリシスを大きくすると暗くなってもカラー映像の状態を保持し続けたり、明るくなっても白黒映像の状態を保持し続けたりすることがある。
【００１１】
本発明の目的は、上記欠点を除去し、白黒映像とカラー映像が交互に出力されないようにするテレビジョンカメラ装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、一年を通じ、かつ、場所に応じて自動的に日の出や日没の時刻を検出し、白黒映像とカラー映像を切れかえるテレビジョンカメラ装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のテレビジョンカメラ装置は、被写体を撮像する撮像素子と、近赤外領域の波長成分を除去する赤外カットフィルタと、上記赤外カットフィルタを上記撮像素子の前面に出し入れする駆動機構と、上記撮像素子からの映像信号を処理する映像信号処理手段と、位置情報に基いた日の出および日没のデータテーブルを備えたメモリ装置および時刻情報を有する制御回路とからなり、上記制御回路は、上記位置情報に基いた日の出および日没のデータテーブルと時刻情報に基づいて上記赤外カットフィルタの駆動機構を制御するように構成される。
【００１４】
また、本発明のテレビジョンカメラ装置において、上記制御回路は、上記位置情報と時刻情報に基き日の出から日没までの間、上記赤外カットフィルタを上記撮像素子の前面に装着するよう上記駆動機構を制御するように構成される。
【００１５】
また、本発明のテレビジョンカメラ装置は、更に、上記位置情報と時刻情報を得るためのＧＰＳ装置を備え、少なくとも上記ＧＰＳ装置から得られる位置情報に基いて上記日の出および日没のデータテーブルから日の出および日没の時刻を得るように構成される。
【００１６】
更にまた、本発明のテレビジョンカメラ装置において、上記駆動機構は、上記赤外カットフィルタを上記撮像素子の前面に装着する時刻を上記日の出および日没の時刻から所定時間ずらせる手段を具えている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のテレビジョンカメラ装置の一実施例を図１のブロック構成図に基づき説明する。図１において、１は、被写体からの光が入射する撮像レンズ、２は、撮像レンズ１から入射する光を光電変換し、電荷として画素内に蓄積し、露光終了後映像信号として出力する、例えば、ＣＣＤのような撮像素子、３は、撮像素子２から出力された映像信号の雑音を除去する雑音除去回路、例えば、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路である。４は、映像信号を所定レベルになるように調整する自動利得制御（ＡＧＣ）回路、５は、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路、６は、ディジタル映像信号の各種処理を行うディジタル信号処理回路（ＤＳＰ）、７は、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路、８は、映像信号を所要レベルに増幅し出力する増幅回路である。
【００１８】
９は、マイクロコンピュータ等の制御回路であって、自動利得制御回路４のゲイン制御や映像信号等のデジタル信号を処理するディジタル信号処理回路６の制御、撮像素子２の駆動回路１０を制御する。また、この制御回路は、内蔵するマイクロコンピュータで、日の出、日没等の時刻も算出する。駆動回路１０は、撮像素子２から電荷を読み出すためのパルスを出力する回路であって、制御回路９の制御により撮像素子２の蓄積時間、例えば、通常の露光方式の場合の蓄積時間あるいは周知の長時間露光方式の場合の蓄積時間のように必要により適宜指定された蓄積時間で撮像素子２を制御できるように構成されている。１１は、信号切り替え回路であって、ディジタル信号処理回路６で処理されたディジタル映像信号を通常の明るい被写体の時には、Ｄ／Ａ変換回路７へ出力し、例えば、夕方のような低照度時の画像蓄積による感度向上を行うときには、フレームメモリ１２に映像信号を出力する。フレームメモリ１２は、前記蓄積動作時にディジタル信号処理回路６で処理されたディジタル映像信号を蓄積加算して保持する。
【００１９】
１３は、制御回路９により制御されるフイルタ切替機構であって、日の出の時刻と日没の時刻に基づいて、赤外カットフイルタ１４ａと透明ガラス（またはダミーガラス）１４ｂとを切替えるための駆動機構である。１５は、ＧＰＳ装置で、本発明の例えば、監視カメラが設置される場所の緯度、経度、高度および時間情報を得るための装置である。１６は、ＥＥＰＲＯＭのようなメモリ装置であって、ＧＰＳ装置１５で得られる緯度、経度、高度および時間情報を蓄積する装置であり、また、同時に地域，高度毎の日の出および日没のデータがテーブルとして蓄積されている。この日の出および日没のデータテーブルの一部の一例を表１に示す。
【００２０】
【表１】

表１は、年月日、場所、日の出時刻、日の入り時刻、シフト時間等がメモリ装置１６に記録されているデータテーブルである。これらのデータは、例えば、インターネットで公開している「世界の時刻と温度」から得られるデータによって作成することが可能である。例えば２００２年７月１日の東京の日の出時刻は、ＡＭ４：２６、日の入り時刻は、ＰＭ７：０２である。また、２００３年２月１日の東京の日の出時刻は、ＡＭ６：３８、日の入り時刻は、ＰＭ５：０７である。従って、ＧＰＳ装置１５から得られる情報を基に日時と場所を演算し、この日時と場所の情報に基いてメモリ装置１６に記録されているデータテーブル（表１）から日の出時刻と日の入り時刻を読出し、メモリ装置１６の別の場所に登録する。これにより制御回路９は、内蔵するタイマーが日の出時刻と日の入り時刻になると、自動的に駆動機構１３を制御する。なお、毎日の日の出時刻と日の入り時刻が異なるので、表１には、毎日の日の出時刻と日の入り時刻をテーブルとして持つ必要があるが、真冬ではそれらの違いは、１分程度、真夏では、数日で１分程度であるので、１週間とか１０日単位で、場所毎の日の出時刻と日の入り時刻をテーブル化すれば本発明の目的は十分達成される。また、表１に示すシフト時間については後述する。また、表１には、高さ情報のデータは、例示されていないが、演算等の手段で容易に追加できることは言うまでもない。
【００２１】
本発明のテレビジョンカメラ装置において、その動作について以下説明する。まず、制御回路９では、上述したようにテレビジョン装置が設置された場所の位置座標と現在の日付と時刻をＧＰＳ装置１５から得られたデータを基に算出し、日時と位置座標のデータからメモリ装置１６に蓄積されている日の出および日没のデータテーブル表１を基に日の出と日没の時刻を読出し、メモリ装置１６に記録する。現在時刻がその算出した時刻、例えば、日没の時刻に達すると、撮像素子２の前面に、赤外カットフィルタ１４ａが挿入されている状態であればフィルタ切り替え機構１３に制御信号を送り、赤外カットフィルタ１４ａを透明ガラス１４ｂに切り替える動作をする。同様に制御回路９で算出した日の出時刻に達したら、透明ガラス１４ｂを赤外カットフィルタ１４ａに切り替える。
【００２２】
而して、日の出の時刻になると、制御回路９に内蔵しているタイマーの時刻データとメモリ装置１６が有する日の出および日没のデータテーブルから日の出の時刻を検出し、赤外カットフイルタ１４ａが撮像装置２の前面にセットされる。従って、被写体からの光は、撮像レンズ１を介して赤外カットフィルタ１４ａにより赤外領域の波長成分が除去され、撮像素子２に入射される。この入射光は、撮像素子２により光電変換され、電荷として画素内に蓄積され、制御回路９により制御される駆動回路１０から出力される電荷読みだしパルスにより所定の露光時間まで蓄積され、１画面分の映像信号が雑音除去回路３へ出力される。上記映像信号は、雑音除去回路３により雑音を除去されサンプルホールド後、自動利得制御回路４へ出力される。
【００２３】
自動利得制御回路４は、雑音除去回路３から出力された上記映像信号を制御回路９により指定されるレベルになるまで利得の制御を行い、所定の信号レベルの映像信号がＡ／Ｄ変換回路５へ出力される。
【００２４】
Ａ／Ｄ変換回路５により自動利得制御回路４から出力された前記所定の信号レベルの映像信号は、ディジタル映像信号に変換されディジタル信号処理回路６へ出力される。
【００２５】
ディジタル映像信号処理回路６では、制御回路９の制御により、Ａ／Ｄ変換回路５から出力された前記ディジタル映像信号に輝度処理、色処理、ガンマ補正、輪郭補償等の画質制御とホワイトバランスの調整等の信号処理が行われる。信号処理が行われた上記ディジタル映像信号は、信号切り替え回路１１に印加される。この信号切り替え回路１１に印加される信号は、日の出の時刻情報に基づいているので、通常の明るい被写体の撮影時の赤外カットフイルタ１４ａを通過した映像信号であるので、Ｄ／Ａ変換回路７へ直接出力され、上記増幅回路８を経由して出力信号１７として出力される。
【００２６】
一方、日没の時刻になると、制御回路９に内蔵しているタイマーの時刻データとメモリ装置１６が有する日没の時刻を検出し、透明ガラス１４ｂが撮像装置２の前面にセットされる。従って、被写体からの光は、撮像レンズ１、透明ガラス１４ｂを介して撮像素子２に入射される。撮像素子２から出力される映像信号は、上述と同様に信号処理され、信号切替回路１１に印加される。この印可された信号は、日没の時刻情報に基づいて、フレームメモリ１２へ出力される。
【００２７】
フレームメモリ１２では、ディジタル映像信号処理回路６から出力された上記ディジタル映像信号が所定の蓄積期間、例えば２フレーム加算され、保持される。
【００２８】
Ｄ／Ａ変換回路７では、フレームメモリ１２で保持された映像信号が、アナログ映像信号に変換され、増幅回路８へ出力される。
【００２９】
増幅回路８では、Ｄ／Ａ変換回路７から出力された前記アナログ映像信号が所定の信号レベルに増幅され、その出力１５が他の機器、例えばビデオモニタ、ＶＴＲ等の装置に出力される。
【００３０】
なお、前述の自動利得制御回路４のゲインと電荷蓄積時間は所定の限度値に達したときには増減を停止させる。前述のような日没時に撮影する長時間露光方式のテレビジョンカメラ装置の動作は、通常の長時間露光方式テレビジョンカメラの動作と同様であるので、撮像素子２および駆動回路１０の詳細な説明は、省略する。
【００３１】
以上説明したように、制御回路９では、テレビジョンカメラ装置が設置されている場所と、現在の時刻とメモリ装置１６が有する日の出および日没のデータテーブルから演算され、日没の時刻に達すると、フィルタ切り替え機構１３に制御信号を送り、撮像素子２の前面の赤外カットフィルタ１４ａを透明ガラス１４ｂに切り替え、ディジタル映像信号処理回路６でクロマ信号成分を除去し、白黒映像にする。
【００３２】
一方、現在の時刻が、日の出時刻に達すると、透明ガラス１４ｂを赤外カットフィルタ１４ａに切り替え、ディジタル映像信号処理回路６のクロマ信号成分のデータを元に戻し、カラー映像を出力する。
【００３３】
なお、カメラの設置場所によっては、カメラの前方に山や高いビル等の障害物があり、撮像したい場所の日当たりが悪かったり、日の出時刻になってもなかなか明るくならない等の場合、あるいはカメラの最低被写体照度性能により、日没前や、日の出直後でも感度が不足する場合もある。従って、このような場合には、日没、日の出時刻からフィルタを切り換える時間を適宜ずらすことも必要であり、そのような場合には、メモリ装置１６が有する日の出および日没のデータテーブルから得られる日の出および日没のデータを数分あるいは数十分遅らせる機能を備え、フィルタを切り換える時間を遅らせることもできる。例えば、表１のシフト時間の欄にも示してあるように−０．５Ｈ、即ち、３０分日の出時刻と日の入り時刻を早めたり、あるいは＋１．０Ｈ、即ち、１時間、日の出時刻と日の入り時刻を遅らせたりすることが可能である。勿論、日の出時間を３０分遅らせ、日の入り時刻を１時間早めることも可能である。
【００３４】
また、メモリ装置１６が例えば、予め日本全国の場所毎の日の出および日没のデータテーブルを蓄積している場合には、工場を出荷する時点で、日本のどの場所に設置されるかが分かるので、工場出荷時点で、日の出および日没のデータを読出し、設定しておくことも可能である。このような場合には、ＧＰＳ装置１５は、不要になる。
【００３５】
また、カメラを設置場所から移動させない場合には、ＧＰＳ装置から得られた座標データをメモリ装置１６に記録し、ＧＰＳ装置を取り外すこともできる。そしてカメラの設置場所を変えた場合には、ＧＰＳ装置を取り付け、位置座標を再度算出する必要が有る。
【００３６】
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載された監視カメラや、動き検出の実施例に限定されるものではなく、上記以外に、撮像装置の視野内の変化を検出する装置や検出方法に広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、輝度の変化を検出する方式ではないので夜間の屋外等低照度時の監視において、赤外照明を照射してもカラー映像と白黒映像が交互に入れ替わるハンチングが起こらず、監視者の負担を軽減し侵入者等を識別しやすくなるという極めて優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回路構成の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
１：撮像レンズ、２：撮像素子、３：雑音除去回路、４：自動利得制御回路、５：Ａ／Ｄ変換回路器、６：ディジタル映像信号処理回路、７：Ｄ／Ａ変換回路、８：出力増幅回路、９：制御回路、１０：駆動回路、１１：信号切り替え回路、１２：フレームメモリ、１３：フィルタ切り替え駆動機構、１４ａ：赤外カットフィルタ、１４ｂ：透明ガラス、１５：ＧＰＳ装置、１６：メモリ装置、１７：出力信号。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a television camera device, and more particularly, to a television camera device that switches between a color image and a near-infrared black-and-white image of a camera installed outdoors and picks up an image.
[0002]
[Prior art]
The sensitivity characteristics of an imaging device such as a CCD used for a color television camera are usually in a wavelength range of about 400 nm to 900 nm. A cut filter is arranged in front of the light receiving surface of the image sensor to remove a wavelength component of about 700 nm or more in the near infrared region.
[0003]
Therefore, for example, a good color image can be obtained when there is a large amount of wavelength components in the visible light region of 400 nm to 700 nm which are bright in the daytime. Also, when such a color television camera is used as a surveillance camera, monitoring is difficult. An easy-to-use color image is obtained. However, on a rainy day or in the evening when the light is dim, or at night, the visible light component is reduced, making it difficult to see a color image, and also makes it difficult to monitor an intruder for monitoring. I do.
[0004]
In some cases, the sensitivity may be improved by automatic gain control (hereinafter abbreviated as AGC) or the sensitivity may be improved by image storage using a frame memory. However, when the sensitivity is improved by AGC, there is a disadvantage that the S / N ratio is reduced. Further, in order to improve the sensitivity by the image accumulation operation, it is necessary to lengthen the image accumulation period. However, when the image accumulation period is lengthened, there is a disadvantage that blurring occurs when a fast-moving subject is imaged. Therefore, in order to maintain the image quality, it is impossible to increase the AGC gain or to prolong the image accumulation period.
[0005]
One way to improve these is to attach an infrared cut filter to the entire surface of the image sensor to emphasize color reproducibility when using an image sensor that has sensitivity to near-infrared light. There is a television camera device that takes an image of a subject and automatically or manually removes an infrared cut filter when dark, and obtains a black-and-white image using a wavelength component in the near-infrared region (for example, see Patent Documents 1 and 2). There is also a camera that emits illumination for a near-infrared region in order to increase sensitivity. Further, even when the above-described AGC and image accumulation operations are combined in an auxiliary manner, a method of minimizing the decrease in the S / N ratio and the like by suppressing the AGC gain and the image accumulation as low as possible has been adopted.
[0006]
Thus, when the infrared cut filter is automatically or manually switched as described above, the switching timing becomes a problem. In particular, when near-infrared illumination is irradiated with the infrared cut filter removed, the luminance level may be higher than when a color image is captured with the infrared cut filter inserted. Therefore, in the case of the method of switching the filter by detecting the luminance level, an infrared cut filter may be attached and the image may be returned to the color image. However, when the image returns to the color image, the image is switched to the black and white image again because the luminance level is low. Can be This operation is repeated. That is, so-called hunting occurs in which color images and black-and-white images are alternately switched. In order to prevent this hunting, in the conventional method of detecting a change in luminance level, once switching to black-and-white video is performed, a method of making it difficult to switch from black-and-white video to color video by giving a large amount of hysteresis so that switching to color video is not performed for a while. An infrared cut filter is attached to a part of the light receiving surface of the image sensor to determine the brightness of the image sensor, and a microcomputer calculates a black and white signal obtained through the infrared cut filter and a black and white signal obtained from a part other than the infrared cut filter, There is a method of controlling so that hunting does not occur (for example, see Patent Document 3).
[0007]
In addition, as a monitoring camera (for example, see Patent Document 4), a first photographing mode for photographing with sunlight or indoor lighting and a second photographing mode for irradiating a subject with infrared light to perform photographing are provided. A technique for switching between the first and second imaging modes using the set timer is described.
[0008]
In addition, the television camera device (Japanese Patent Application No. 2002-280725, filed on Sep. 26, 2002) filed by the present inventor has a sunrise or sunrise in order to prevent hunting due to insertion and removal of an infrared cut filter. A technique of switching with a timer including information on whether or not sunset has been proposed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-239356 (page 4, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2001-75140 A (page 3-4, FIG. 1-3)
[Patent Document 3]
JP-A-2002-135788 (page 4, FIGS. 1 and 4)
[Patent Document 4]
JP-A-2000-235212 (page 3)
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The above-mentioned sunrise and sunset times vary throughout the year, and also vary with longitude and latitude. Furthermore, since it differs depending on whether it is a flat ground or a highland, it is necessary to individually set these depending on the place where the television camera device is installed. However, this is extremely complicated and maintenance and inspection are not easy. Further, in order to prevent hunting due to the insertion and removal of the infrared cut filter described in Patent Document 3, an infrared cut filter having a special structure is required, and its control circuit is also complicated. In addition, when the hysteresis is increased, the state of a color image may be maintained even when the image becomes dark, or the state of a black and white image may be maintained even when the image becomes bright.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a television camera device which eliminates the above-mentioned drawbacks and prevents a monochrome image and a color image from being output alternately.
[0012]
It is another object of the present invention to provide a television camera device that can automatically detect sunrise and sunset times throughout the year and in accordance with a place and switch between a black-and-white image and a color image.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
A television camera device according to the present invention includes an image sensor that images a subject, an infrared cut filter that removes a wavelength component in a near-infrared region, and a drive mechanism that puts the infrared cut filter in and out of the front of the image sensor. A video signal processing means for processing a video signal from the imaging device, a memory device having a sunrise and sunset data table based on position information and a control circuit having time information, the control circuit, The driving mechanism of the infrared cut filter is controlled based on a sunrise and sunset data table based on the position information and time information.
[0014]
Further, in the television camera device of the present invention, the control circuit is configured to mount the infrared cut filter on a front surface of the imaging device from sunrise to sunset based on the position information and the time information. Is configured to be controlled.
[0015]
Further, the television camera device of the present invention further includes a GPS device for obtaining the position information and the time information. Based on at least the position information obtained from the GPS device, the sunrise and sunset data tables are used. And configured to get the time of sunset.
[0016]
Still further, in the television camera device of the present invention, the driving mechanism includes a unit that shifts a time at which the infrared cut filter is mounted on the front surface of the imaging device from a time of the sunrise and sunset by a predetermined time. .
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the television camera device according to the present invention will be described below with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an imaging lens on which light from a subject enters, and 2 denotes a photoelectric conversion of the light incident from the imaging lens 1, accumulates the electric charge in a pixel, and outputs a video signal after the exposure, for example, , An image sensor such as a CCD, and a noise removing circuit 3 for removing noise of a video signal output from the image sensor 2, for example, a correlated double sampling (CDS) circuit. 4 is an automatic gain control (AGC) circuit for adjusting a video signal to a predetermined level, 5 is an analog / digital (A / D) conversion circuit, and 6 is a digital signal processing for performing various processes of a digital video signal. A circuit (DSP), 7 is a digital / analog (D / A) conversion circuit, and 8 is an amplification circuit for amplifying and outputting a video signal to a required level.
[0018]
Reference numeral 9 denotes a control circuit such as a microcomputer, which controls the gain of the automatic gain control circuit 4, controls the digital signal processing circuit 6 that processes digital signals such as video signals, and controls the drive circuit 10 of the image sensor 2. The control circuit also calculates the time of sunrise, sunset, and the like with a built-in microcomputer. The drive circuit 10 is a circuit that outputs a pulse for reading out electric charges from the image sensor 2. The drive circuit 10 controls the accumulation time of the image sensor 2 under the control of the control circuit 9, for example, the accumulation time in the case of a normal exposure method or a known time. The image pickup device 2 is configured to be able to be controlled with a storage time appropriately designated as necessary, such as a storage time in the case of a long exposure method. Reference numeral 11 denotes a signal switching circuit which outputs the digital video signal processed by the digital signal processing circuit 6 to the D / A conversion circuit 7 when the object is a normal bright object, for example, when the illuminance is low such as in the evening. When the sensitivity is improved by image storage, a video signal is output to the frame memory 12. The frame memory 12 accumulates and holds the digital video signal processed by the digital signal processing circuit 6 during the accumulation operation.
[0019]
Reference numeral 13 denotes a filter switching mechanism controlled by the control circuit 9, which is a drive mechanism for switching between the infrared cut filter 14a and the transparent glass (or dummy glass) 14b based on the time of sunrise and the time of sunset. It is. Reference numeral 15 denotes a GPS device for obtaining, for example, latitude, longitude, altitude, and time information of a place where a surveillance camera is installed according to the present invention. Reference numeral 16 denotes a memory device such as an EEPROM which stores latitude, longitude, altitude and time information obtained by the GPS device 15, and also stores a table of sunrise and sunset data for each area and altitude. Has been accumulated as. Table 1 shows an example of a part of the sunrise and sunset data tables.
[0020]
[Table 1]

Table 1 is a data table in which date, place, sunrise time, sunset time, shift time, and the like are recorded in the memory device 16. These data can be created, for example, from data obtained from “world time and temperature” published on the Internet. For example, the sunrise time of Tokyo on July 1, 2002 is 4:26 AM, and the sunset time is 7:02 PM. The sunrise time in Tokyo on February 1, 2003 is 6:38 AM, and the sunset time is 5:07 PM. Therefore, the date and time and the location are calculated based on the information obtained from the GPS device 15, and the sunrise time and the sunset time are read out from the data table (Table 1) recorded in the memory device 16 based on the information on the date and time and the location. Is registered in another location of the memory device 16. Thus, the control circuit 9 automatically controls the driving mechanism 13 when the built-in timer indicates the sunrise time and the sunset time. In addition, since the sunrise time and the sunset time of each day are different, it is necessary to have a table of the sunrise time and the sunset time of each day in Table 1, but the difference is about 1 minute in the midwinter and several days in the midsummer. Therefore, if the sunrise time and the sunset time for each place are tabulated in units of one week or ten days, the object of the present invention can be sufficiently achieved. The shift times shown in Table 1 will be described later. Further, although the height information data is not illustrated in Table 1, it goes without saying that the height information data can be easily added by means such as calculation.
[0021]
The operation of the television camera device of the present invention will be described below. First, the control circuit 9 calculates the position coordinates of the place where the television device is installed and the current date and time based on the data obtained from the GPS device 15 as described above, and calculates the date and time and the position coordinates data from the data. The sunrise and sunset times are read out based on the sunrise and sunset data table 1 stored in the memory device 16 and recorded in the memory device 16. When the current time reaches the calculated time, for example, the time of sunset, if the infrared cut filter 14a is inserted in front of the image sensor 2, a control signal is sent to the filter switching mechanism 13 to send a red signal. An operation of switching the outer cut filter 14a to the transparent glass 14b is performed. Similarly, when the sunrise time calculated by the control circuit 9 is reached, the transparent glass 14b is switched to the infrared cut filter 14a.
[0022]
When the sunrise time comes, the sunrise time is detected from the time data of the timer incorporated in the control circuit 9 and the sunrise and sunset data tables of the memory device 16, and the infrared cut filter 14a picks up the image. It is set on the front of the device 2. Therefore, the light from the subject passes through the imaging lens 1, and the infrared cut filter 14 a removes the wavelength component in the infrared region, and enters the imaging device 2. This incident light is photoelectrically converted by the image sensor 2 and stored in the pixel as a charge, and is stored until a predetermined exposure time by a charge reading pulse output from the drive circuit 10 controlled by the control circuit 9, so that one screen is displayed. The video signal of the minute is output to the noise removal circuit 3. The video signal is output to the automatic gain control circuit 4 after the noise is removed by the noise removal circuit 3 and sampled and held.
[0023]
The automatic gain control circuit 4 controls the gain of the video signal output from the noise removal circuit 3 until the video signal reaches a level specified by the control circuit 9, and converts the video signal of a predetermined signal level into an A / D conversion circuit 5. Output to
[0024]
The video signal of the predetermined signal level output from the automatic gain control circuit 4 by the A / D conversion circuit 5 is converted into a digital video signal and output to the digital signal processing circuit 6.
[0025]
In the digital video signal processing circuit 6, under the control of the control circuit 9, image quality control such as luminance processing, color processing, gamma correction, contour compensation, and white balance adjustment are performed on the digital video signal output from the A / D conversion circuit 5. Is performed. The digital video signal subjected to the signal processing is applied to the signal switching circuit 11. Since the signal applied to the signal switching circuit 11 is based on the time information of the sunrise, it is a video signal that has passed through the infrared cut filter 14a at the time of photographing a normal bright subject. Is output directly to the output circuit 17 via the amplifier circuit 8.
[0026]
On the other hand, when the sunset time comes, the time data of the timer built in the control circuit 9 and the sunset time of the memory device 16 are detected, and the transparent glass 14 b is set on the front surface of the imaging device 2. Accordingly, light from the subject enters the image sensor 2 via the image pickup lens 1 and the transparent glass 14b. The video signal output from the image sensor 2 is subjected to signal processing in the same manner as described above, and is applied to the signal switching circuit 11. The applied signal is output to the frame memory 12 based on the sunset time information.
[0027]
In the frame memory 12, the digital video signal output from the digital video signal processing circuit 6 is added for a predetermined accumulation period, for example, two frames, and held.
[0028]
In the D / A conversion circuit 7, the video signal held in the frame memory 12 is converted into an analog video signal and output to the amplifier 8.
[0029]
In the amplification circuit 8, the analog video signal output from the D / A conversion circuit 7 is amplified to a predetermined signal level, and the output 15 is output to another device, for example, a device such as a video monitor or a VTR.
[0030]
When the gain and the charge storage time of the automatic gain control circuit 4 reach a predetermined limit value, the increase and decrease are stopped. The operation of the long-exposure television camera device for shooting at sunset as described above is the same as the operation of a normal long-exposure television camera. Is omitted.
[0031]
As described above, the control circuit 9 calculates the location where the television camera device is installed, the current time, and the sunrise and sunset data tables of the memory device 16. Then, a control signal is sent to the filter switching mechanism 13, the infrared cut filter 14a on the front of the image sensor 2 is switched to the transparent glass 14b, and the digital video signal processing circuit 6 removes the chroma signal component to make a monochrome video.
[0032]
On the other hand, when the current time reaches the sunrise time, the transparent glass 14b is switched to the infrared cut filter 14a, the data of the chroma signal component of the digital video signal processing circuit 6 is restored, and a color video is output.
[0033]
Depending on the location of the camera, there may be obstacles such as mountains and tall buildings in front of the camera, and the location where you want to capture images may not be sunny, or it may not be very bright at sunrise, or the minimum Depending on the subject illuminance performance, the sensitivity may be insufficient even before sunset or immediately after sunrise. Therefore, in such a case, it is necessary to appropriately shift the filter switching time from the sunset and sunrise times. In such a case, the time is obtained from the sunrise and sunset data table of the memory device 16. A function of delaying sunrise and sunset data by several minutes or tens of minutes is provided, and the time for switching the filter can be delayed. For example, as shown in the shift time column of Table 1, -0.5H, that is, 30 minutes sunrise time and sunset time are advanced, or + 1.0H, that is, 1 hour, sunrise time and sunset time are changed. It is possible to delay it. Of course, the sunrise time can be delayed by 30 minutes and the sunset time can be advanced by one hour.
[0034]
Further, for example, when the memory device 16 previously stores a sunrise and sunset data table for each place in Japan, it is possible to know which place in Japan to install at the time of shipment from the factory. It is also possible to read and set sunrise and sunset data at the time of factory shipment. In such a case, the GPS device 15 becomes unnecessary.
[0035]
When the camera is not moved from the installation location, the coordinate data obtained from the GPS device can be recorded in the memory device 16 and the GPS device can be removed. When the installation location of the camera is changed, it is necessary to attach a GPS device and calculate the position coordinates again.
[0036]
Although the present invention has been described in detail, the present invention is not limited to the surveillance camera and the embodiment of the motion detection described herein. It is needless to say that the present invention can be widely applied to the apparatus and the detection method that perform the detection.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, since it is not a method of detecting a change in luminance, in monitoring at low illuminance such as outdoors at night, hunting in which color images and black and white images alternate alternately does not occur even when infrared illumination is applied, and monitoring is performed. This has an extremely excellent effect of reducing the burden on an intruder and making it easier to identify an intruder or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a circuit configuration of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: imaging lens, 2: imaging element, 3: noise removal circuit, 4: automatic gain control circuit, 5: A / D conversion circuit, 6: digital video signal processing circuit, 7: D / A conversion circuit, 8: Output amplification circuit, 9: control circuit, 10: drive circuit, 11: signal switching circuit, 12: frame memory, 13: filter switching drive mechanism, 14a: infrared cut filter, 14b: transparent glass, 15: GPS device, 16 : Memory device, 17: output signal.

Claims

An image sensor for imaging a subject, an infrared cut filter for removing wavelength components in the near infrared region, a drive mechanism for putting the infrared cut filter in and out of the front of the image sensor, and a video signal from the image sensor. Video signal processing means for processing, a memory device having a data table of sunrise and sunset based on position information, and a control circuit having time information. The control circuit includes a sunrise and a day based on the position information. A television camera device, wherein a driving mechanism of the infrared cut filter is controlled based on a data table of the sunset and time information.