JP2006222554A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、単一の撮像素子と、その前面に配置された透過波長の異なる複数の光学フィルタを用いて、例えば、通常撮影と暗視撮影とを切り替え、昼夜問わずに撮影が可能な撮像装置に関するものである。 The present invention uses a single image sensor and a plurality of optical filters with different transmission wavelengths arranged on the front surface thereof, for example, to switch between normal shooting and night-vision shooting, and capable of shooting day and night. It relates to the device.
従来から、空港や電力施設等の管理区域への侵入者の検知や自然動物の生態調査では、赤外線センサを用いた撮像装置によって、侵入者や侵入物の検知や撮像画像による監視等が行われている。 Conventionally, intruders in controlled areas such as airports and power facilities and ecological surveys of natural animals have been detected by intruders and intruders and monitored by captured images using imaging devices using infrared sensors. ing.
従来、このような監視を行うための撮像装置として、例えば、撮像素子の前面に、赤外光カットフィルタと可視光カットフィルタを並べて配置し、それぞれ可視光域にピーク感度を持つ受光素子と、赤外光域にピーク感度を持つ受光素子の出力に基づいて、フィルタ変更装置によって赤外光カットフィルタと可視光カットフィルタとを回転駆動し、対象物の反射光の波長域に応じたフィルタを選択するようにしたものがあった(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as an imaging device for performing such monitoring, for example, an infrared light cut filter and a visible light cut filter are arranged side by side on the front surface of the image sensor, and each has a peak sensitivity in the visible light region, Based on the output of the light receiving element having peak sensitivity in the infrared light range, the filter change device rotates and drives the infrared light cut filter and visible light cut filter, and a filter corresponding to the wavelength range of the reflected light of the object is obtained. Some of them were selected (see, for example, Patent Document 1).
従来の撮像装置では、被写体反射光の波長域に応じたフィルタ選択を行うため、受光素子や信号処理装置等を設ける必要があり、また、フィルタの変更も回転駆動により行うため、撮像装置自体の規模が大きくなり、設置場所が限定されるという問題があった。 In a conventional imaging device, it is necessary to provide a light receiving element, a signal processing device, and the like in order to select a filter according to the wavelength range of the reflected light from the subject. Further, since the filter is also changed by rotation, the imaging device itself There was a problem that the scale was increased and the installation location was limited.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小型化と構成の簡素化を図ることのできる撮像装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an imaging apparatus that can be downsized and simplified in configuration.
この発明に係る撮像装置は、入射する光に応じた信号を出力する撮像素子の前面に、透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタを設け、この複数の光学フィルタを電磁アクチュエータを用いた切り替え機構によって切り替えるようにしたものである。 In the imaging apparatus according to the present invention, a plurality of optical filters having different transmission wavelength bands are provided on the front surface of an imaging element that outputs a signal corresponding to incident light, and the plurality of optical filters are provided by a switching mechanism using an electromagnetic actuator. It is to be switched.
この発明の撮像装置は、透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタを、電磁アクチュエータを用いた切り替え機構で切り替えるようにしたので、光学フィルタを切り替え可能な撮像装置として小型化と構成の簡素化を図ることができる。 In the imaging apparatus according to the present invention, a plurality of optical filters having different transmission wavelength bands are switched by a switching mechanism using an electromagnetic actuator, so that the imaging apparatus capable of switching the optical filter is reduced in size and simplified in configuration. be able to.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による撮像装置を示す構成図である。
図において、撮像装置は、撮像素子1、可視光カットフィルタ2、赤外光カットフィルタ3、切り替え機構4、制御部7、操作部8からなる。撮像素子1は、例えばCCD(電荷結合素子)といった入射する光に応じた電気信号を出力する素子である。可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3は透過波長帯域が異なる光学フィルタであり、撮像素子1の前面側にそれぞれが隣接するよう設けられており、撮像素子1はこの可視光カットフィルタ2または赤外光カットフィルタ3を介して受光するよう構成されている。可視光カットフィルタ2は、可視光領域の光をカットし、赤外光領域の光のみを透過する特性を有している。また、赤外光カットフィルタ3は、赤外光領域の光をカットし、可視光領域の光を透過させる特性を有している。
1 is a block diagram showing an imaging apparatus according to
In the figure, the imaging apparatus includes an
切り替え機構4は、電磁アクチュエータによって可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3を撮像素子1と平行方向に駆動し、撮像素子1に入射される光の種類を切り替えるための機構であり、コイル5a,5bと磁石6から構成されている。コイル5aは撮像装置本体の可視光カットフィルタ2側に設けられたコイルであり、コイル5bは赤外光カットフィルタ3側に設けられたコイルである。磁石6は、可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3に固定された磁石であり、コイル5a,5bへの通電状態によって、可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3を駆動するよう構成されている。即ち、コイル5a,5bによる磁束を変化させ、磁石6の吸着位置を移動させることでフィルタ全体を駆動するよう構成されている。制御部7は、撮像装置全体の制御を司る機能部であり、操作部8からの撮影モード選択指示に基づき、切り替え機構4に対して切り替え制御信号を送出する機能を有している。操作部8は、通常撮影モードと暗視撮影モードの切り替えを行うためのスイッチ等からなるものである。
The switching mechanism 4 is a mechanism for driving the visible
図2は、撮像装置としての光学系および制御系の構成と可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3の切り替え状態を示す説明図であり、(a)は可視光カットフィルタ2を選択した場合、(b)は赤外光カットフィルタ3を選択した場合を示している。
これらの図において、レンズ9は、可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3の前面側に設けられ、撮像素子1上に被写体の像を結像させるためのレンズである。また、AFE/TG10は、アナログフロントエンド/タイミングジェネレータであり、撮像素子1からのアナログ画像信号を、画像処理DSP12で処理するためのデジタル画像信号に変換したり、タイミング調整を行うためのモジュールである。フィルタ切り替え用ドライバ11は、切り替え機構4を駆動するためのドライバであり、図1における制御部7の切り替え制御機能を実現するものである。尚、図2では切り替え機構4の図示は省略している。画像処理DSP12は、ディジタル信号処理専用プロセッサであり、電源ドライバ13は、撮像装置への電源を供給するための電源部である。また、撮像装置として、可視光カットフィルタ2および赤外光カットフィルタ3が切り替えられても、これらフィルタの収納スペースを確保できるよう、撮像素子1は中心部に配置されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the optical system and the control system as an imaging device and the switching state of the visible
In these drawings, a lens 9 is provided on the front side of the visible
次に、このように構成された撮像装置の動作について説明する。
図3は、実施の形態1のフィルタ切り替え動作を示すフローチャートである。
操作部8からの撮影モード切り替え指示があった場合(ステップST1、ST2)、制御部7は、対応するモードに応じてアクチュエータの駆動信号を切り替え機構4に対して出力する(ステップST3、ST4)。即ち、ステップST2において、通常撮影モードが選択された場合は、赤外光カットフィルタ3が撮像素子1の前面に位置するよう制御信号を出力する(ステップST3)。
Next, the operation of the imaging apparatus configured as described above will be described.
FIG. 3 is a flowchart showing the filter switching operation of the first embodiment.
When there is an imaging mode switching instruction from the operation unit 8 (steps ST1 and ST2), the control unit 7 outputs an actuator drive signal to the switching mechanism 4 according to the corresponding mode (steps ST3 and ST4). . That is, when the normal photographing mode is selected in step ST2, a control signal is output so that the infrared
一方、ステップST2において、暗視撮影モードが選択された場合は、可視光カットフィルタ2が撮像素子1の前面に位置するよう制御信号を出力する(ステップST4)。これにより、コイル5a,5bに対応する電流が流れ、磁石6が所望の方向に駆動されて可視光カットフィルタ2または赤外光カットフィルタ3が撮像素子1の前面位置まで移動する。即ち、ステップST3による制御が行われた場合は、図2(b)に示すように、赤外光カットフィルタ3が撮像素子1の前面に位置し、ステップST4による制御が行われた場合は、図2(a)に示すように可視光カットフィルタ2が撮像素子1の前面に位置することになる。
On the other hand, when the night vision photographing mode is selected in step ST2, a control signal is output so that the visible
そして、ステップST3による制御が行われた場合は、赤外光カットフィルタ3による撮影、即ち通常撮影モードでの撮影が行われ(ステップST5)、ステップST4による制御が行われた場合は、可視光カットフィルタ2による撮影、即ち暗視撮影モードでの撮影が行われる(ステップST6)。また、撮像素子1からは、これらの撮影モードに対応した画像出力がなされる(ステップST7)。
Then, when the control at step ST3 is performed, photographing by the infrared
以上のように、実施の形態1の撮像装置によれば、入射する光に応じた信号を出力する撮像素子と、撮像素子の前面に配置された透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタと、複数の光学フィルタを電磁アクチュエータで切り替える切り替え機構と、切り替え機構に対して切り替え指示を行う制御部とを備えたので、光学フィルタを切り替え可能な撮像装置として小型化と構成の簡素化を図ることができる。例えば、車の前方確認用のカメラや、小型の監視カメラ等で利用するための撮像装置に要求される設置場所が限定されない小型のモジュールを実現することができる。 As described above, according to the imaging apparatus of the first embodiment, an imaging element that outputs a signal according to incident light, a plurality of optical filters that are arranged in front of the imaging element and have different transmission wavelength bands, A switching mechanism that switches the optical filter with an electromagnetic actuator and a control unit that issues a switching instruction to the switching mechanism are provided, so that an imaging device that can switch the optical filter can be reduced in size and simplified in configuration. . For example, it is possible to realize a small module in which the installation location required for an imaging apparatus for use in a camera for confirming the front of a car, a small surveillance camera, or the like is not limited.
また、実施の形態1の撮像装置によれば、透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタは、可視光カットフィルタと赤外光カットフィルタで構成されているので、更に、通常撮影と暗視撮影を簡単な構成で実現することができる効果がある。
Moreover, according to the imaging device of
実施の形態2.
図4は、実施の形態2の撮像装置の構成図である。
図示の撮像装置は、撮像素子1、可視光カットフィルタ2、赤外光カットフィルタ3、切り替え機構4(コイル5a,5bおよび磁石6)、制御部7aからなる。ここで、実施の形態2では、制御部7aの構成として、撮像素子1の出力に基づいて切り替え機構4への切り替え制御を行うようにしたことが実施の形態1とは異なる点である。即ち、制御部7aは、撮像素子1に入射する光の量が少ない場合は、可視光カットフィルタ2を撮像素子1の前面に位置させ、光の量が多い場合は、赤外光カットフィルタ3を撮像素子1の前面に位置させるよう切り替え機構4を制御するものである。これ以外の構成は、実施の形態1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
FIG. 4 is a configuration diagram of the imaging apparatus according to the second embodiment.
The illustrated imaging apparatus includes an
次に、実施の形態2の動作について説明する。
図5は、実施の形態2の動作を示すフローチャートである。
制御部7aは、撮像素子1の出力と比較するための閾値を有しており、撮像装置として動作している場合は、撮像素子1の出力の値とこの閾値とを比較している(ステップST11)。尚、この閾値は撮像装置の運用条件等により適宜決定されるものである。ステップST11において、撮像素子1の出力が閾値を超えている場合、制御部7aは、切り替え機構4に対して、赤外光カットフィルタ3が撮像素子1の前面に位置するよう制御信号を出力する(ステップST12)。一方、ステップST11において、撮像素子1の出力が閾値以下であった場合、制御部7aは、可視光カットフィルタ2が撮像素子1の前面に位置するよう制御信号を出力する(ステップST13)。
Next, the operation of the second embodiment will be described.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the second embodiment.
The
ステップST12において、赤外光カットフィルタ3が選択される制御信号が出力された場合は、この赤外光カットフィルタ3を介した撮影が行われ(ステップST14)、ステップST13において、可視光カットフィルタ2が選択される制御信号が出力された場合は、可視光カットフィルタ2を介した撮影が行われる(ステップST15)。即ち、撮像素子1に入射する光の量が多い場合(周辺が明るい場合)には、通常撮影モードで撮影が行われ、撮像素子1に入射する光の量が少ない場合(周辺が暗い場合)には、暗視撮影モードに切り替わる。
その後は、それぞれの撮影モードによる撮影が行われ、撮像素子1から画像信号が出力される(ステップST16)。
When a control signal for selecting the infrared light cut
Thereafter, shooting is performed in each shooting mode, and an image signal is output from the image sensor 1 (step ST16).
以上のように、実施の形態2の撮像装置によれば、制御部は、撮像素子に入射する光の量が少ない場合は、可視光カットフィルタを撮像素子の前面に位置させ、光の量が多い場合は、赤外光カットフィルタを撮像素子の前面に位置させるよう切り替え機構を制御するようにしたので、実施の形態1の効果に加えて、自動で通常撮影モードと暗視撮影モードの切り替えが行え、例えば、昼夜を問わずに使用可能な無人の監視カメラ装置といった装置を容易に実現することができる。 As described above, according to the imaging device of the second embodiment, when the amount of light incident on the imaging device is small, the control unit positions the visible light cut filter in front of the imaging device, and the amount of light is In many cases, since the switching mechanism is controlled so that the infrared light cut filter is positioned in front of the image sensor, in addition to the effects of the first embodiment, the normal shooting mode and the night vision shooting mode are automatically switched. For example, a device such as an unmanned surveillance camera device that can be used day and night can be easily realized.
1 撮像素子、2 可視光カットフィルタ、3 赤外光カットフィルタ、4 切り替え機構、5a,5b コイル、6 磁石、7,7a 制御部、9 レンズ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記撮像素子の前面に配置された透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタと、
前記複数の光学フィルタを電磁アクチュエータで切り替える切り替え機構と、
前記切り替え機構に対して切り替え指示を行う制御部とを備えたことを特徴とする撮像装置。 An image sensor that outputs a signal according to incident light;
A plurality of optical filters with different transmission wavelength bands arranged on the front surface of the imaging device;
A switching mechanism for switching the plurality of optical filters with an electromagnetic actuator;
An imaging apparatus comprising: a control unit that issues a switching instruction to the switching mechanism.
撮像素子に入射する光の量が少ない場合は、可視光カットフィルタを前記撮像素子の前面に位置させ、光の量が多い場合は、赤外光カットフィルタを前記撮像素子の前面に位置させるよう切り替え機構を制御することを特徴とする請求項2記載の撮像装置。 The control unit
When the amount of light incident on the image sensor is small, the visible light cut filter is positioned in front of the image sensor, and when the amount of light is large, the infrared light cut filter is positioned in front of the image sensor. The imaging apparatus according to claim 2, wherein the switching mechanism is controlled.
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JP2016044859A (en) * | 2014-08-21 | 2016-04-04 | 日立アプライアンス株式会社 | Air conditioner |
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