JP4046387B2 - 監視カメラ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両周囲の複数の監視領域を1つの撮像素子を使用して撮像する監視カメラに関し、特に各監視領域内の監視対象がどのような照度下にあっても、その各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさになる映像信号を得るようにした監視カメラに係るものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両周囲の複数の監視領域を1つの撮像素子を使用して撮像する監視カメラが提案されている。
この種の監視カメラとしては、例えば、特開平8−85385号公報に示される技術がある。図10は、その技術を説明する構成図であって、左右側方の光像を1箇所に集めるための光路を形成する偏光手段101と、集められた光像を映像信号に変換する撮像手段102と、その映像信号による画像を表示するディスプレイ106とを有して構成されている。そして、光像を形成する際には、光センサ103a,103bで得られる電気信号に応じて、左右のコントローラ105a,105bが左右の透過率可変フィルタ104a,104bの透過率を制御するものであり、明るさを均一にした複数の監視領域の画像を一つの画面上に同時に表示することが可能となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した監視カメラでは、各監視領域の光量を均等化しているため、各領域毎の画像の明るさが均等化されるだけであって、必ずしも監視対象が明瞭な画像として表示されるわけではない。すなわち、監視領域内の監視対象以外に空や太陽等の高輝度部等の監視対象とは異なった明るさを持つエリアが存在する場合には、その露出が監視対象と異なった明るさのエリアに影響され、ディスプレイ106に表示される画像が暗くなり過ぎたり、逆に明るくなり過ぎるという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、各監視領域内の監視対象がどのような照度条件下にあったとしても、その各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号を得ることができる監視カメラを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係る監視カメラは、撮像素子と、この撮像素子の撮像面に複数の監視領域の像を結像させる光学手段と、撮像素子の出力信号を処理して映像信号を得る信号処理手段とを持つ監視カメラにおいて、複数の監視領域内の監視対象をそれぞれ分別する監視対象分別手段と、この監視対象分別手段より出力される監視対象分別信号に基づいて、映像信号による複数の監視領域内の監視対象の画像がほぼ一定の明るさになるように、少なくとも光学系または信号処理系を制御する制御手段とを備え、監視対象分別手段は、複数の監視領域内の移動体を検出する移動体検出手段と、移動体検出手段で検出された移動体を含む監視対象範囲に対応して監視対象分別信号を出力する範囲設定手段とを有するものである。
【0005】
請求項2の発明に係る監視カメラは、請求項1の発明において、制御手段は、露出制御手段であって、この露出制御手段は、監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に測光する監視対象別測光手段と、撮像素子の撮像面に結像される複数の監視領域の像の明るさをそれぞれ調整する複数の調光手段と、監視対象別測光手段の出力信号に基づいて、複数の調光手段を駆動するドライブ手段とからなるものである。
【0006】
請求項3の発明に係る監視カメラは、請求項2の発明において、監視対象別測光手段は、監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に撮像素子の出力信号を検波する複数の検波手段からなるものである。
【0007】
請求項4の発明に係る監視カメラは、請求項1の発明において、制御手段は、利得制御手段であって、この利得制御手段は、監視対象分別手段で分別された複数の監視領域の監視対象部分毎に測光する監視対象別測光手段と、撮像素子の出力信号を増幅して信号処理手段に供給する利得可変アンプと、複数の監視領域のそれぞれに対応して、監視対象別測光手段の出力信号に基づき、利得可変アンプの利得を制御する利得制御手段とからなるものである。
【0008】
請求項5の発明に係る監視カメラは、請求項4の発明において、監視対象別測光手段は、監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に利得可変アンプの出力信号を検波する複数の検波手段からなるものである。
【0009】
請求項6の発明に係る監視カメラは、請求項1の発明において、制御手段として、露出制御手段および利得制御手段を備え、露出制御手段は、監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に測光する第1の監視対象別測光手段と、撮像信号の撮像面に結像される複数の監視領域の像の明るさをそれぞれ調整する複数の調光手段と、第1の監視対象別測光手段の出力信号に基づいて、複数の調光手段を駆動するドライブ手段とからなり、利得制御手段は、監視対象分別手段で分別された複数の監視領域の監視対象部分毎に測光する第2の監視対象別測光手段と、撮像素子の出力信号を増幅して信号処理手段に供給する利得可変アンプと、複数の監視領域のそれぞれに対応して、第2の監視対象別測光手段の出力信号に基づき、利得可変アンプの利得を制御する利得制御手段とからなるものである。
【0015】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第1の構成例を示すブロック図である。
図において、1は、複数の領域を1つの撮像素子に結像する光学手段としてのプリズムである。このプリズム1は2方向用のプリズムである。なお、プリズム1の代わりにミラーを用いることもできる。2は、光電変換を行う撮像素子であり、例えばCCD固体撮像素子等が用いられる。3は、撮像素子2の出力信号を増幅するアンプである。4は、信号処理部であり、例えばNTSCやPAL等の信号規則に沿うように、アンプ3で増幅された撮像素子2の出力信号に信号処理を施して映像信号SVを得るものである。
【0016】
また、5は、2方向の監視領域内の監視対象を分別する監視対象分別手段である。ここでは、監視領域が2方向なので、2方向の監視領域内の監視対象にそれぞれ対応した2系統の監視対象分別信号SA,SBを出力するものである。
6は、監視対象別露出制御手段である。この露出制御手段6は、監視対象別測光手段としての検波部7a,7bと、ドライバ8a,8bと、調光手段9a,9bとで構成されるフィードバック系でなっている。
【0017】
検波部7a,7bは撮像素子2の出力信号のレベルを検出する手段であって、例えば、抵抗器およびコンデンサ等からなる積分器で構成される。ドライバ8a,8bは、検波部7a,7bの検波出力に基づいて、それぞれ後段の調光手段9a,9bを駆動するアンプである。調光手段9a,9bは、撮像素子2に入射される光量を物理的に制限するものであって、例えば、虹彩絞りや透過率可変フィルタ等が用いられる。調光手段9a,9bは、プリズム1の入射側に配置されているが、プリズム1と撮像素子2との間に配置されていてもよい。
【0018】
ここで、監視対象によって被写界深度が浅い状態で一定にしておきたい場合、すなわち監視対象以外の被写体にフォーカスを合わせたくない場合や、小型化を必要とする場合などは透過率可変フィルタが用いられ、一方フィルタの耐候性が問題となるような場合には虹彩絞りが用いられる。
【0019】
次に、図1に示す監視カメラの動作について説明する。
監視対象分別手段5において、2方向の監視領域21a,21bにおける監視対象が分別される。この様子を図2に示している。例えば領域21a内に監視対象22aがある場合、その監視対象は、垂直方向のパルス信号AVと水平方向のパルス信号AHで表現でき、この2種のパルス信号の論理積をとることで、監視対象分別信号SAが容易に得られる。領域21bについても同様に、監視対象22bに対して、垂直方向のパルス信号BVと水平方向のパルス信号BHの論理積をとることで監視対象分別信号SBが得られる。
【0020】
監視対象分別手段5は、図示せずも、カメラ内の各種クロックとカウンタ等で容易に構成できる。また、監視カメラの用途では、カメラは固定して用いられることが多く、監視対象位置が必然的に決定されるため、予め所定の領域を決定しておいても特に問題はない。
このように監視対象分別手段5で得られた監視対象分別信号SA,SBは、それぞれ監視対象別露出制御手段6内の検波部7a,7bに供給される。
【0021】
まず、領域21a側について露出制御の動作を述べる。検波部7aには、上述した監視対象分別信号SAと共に、撮像素子2の出力信号が供給される。そして、この検波部7aでは、監視対象分別信号SAに基づいて、撮像素子2の出力信号のうち監視対象22aに対応する部分のみが検波され、その他の部分は検波されずに、直前の検波出力が保持される。そのため、検波部7aの検波出力は、監視対象22aの照度に基づいたものとなる。そして、調光手段9aは、この検波出力に基づき、ドライバ8aによって駆動される。露出制御手段6は、検波部7a、ドライバ8a、調光手段9aを含むフィードバック系であるため、監視対象22aに対応する撮像素子2の出力信号のレベルが一定値となるように、調光手段9aで監視領域21aの光量が制限される。
【0022】
次に、領域21b側について露出制御の動作を述べる。この領域21b側についても同様に、検波部7bには、監視対象分別信号SBと共に、撮像素子2の出力信号が供給される。そして、この検波部7bでは、監視対象分別信号SBに基づいて、撮像素子2の出力信号のうち監視対象22bに対応する部分のみが検波され、その他の部分は検波されずに、直前の検波出力が保持される。そのため、検波部7bの検波出力は、監視対象22bの照度に基づいたものとなる。そして、調光手段9bは、この検波出力に基づき、ドライバ8bによって駆動され、監視対象22bに対応する撮像素子2の出力信号のレベルが一定値となるように、調光手段9bで監視領域21bの光量が制限される。
【0023】
このように、図1に示す監視カメラによれば、露出制御手段6は、各監視領域毎に独立し、なおかつ各監視領域内の監視対象の照度に基づいて撮像素子2の入射光量の制限を行うため、監視対象以外の照度状況に左右されることなく、各監視領域内の監視対象に対応する撮像素子2の出力信号のレベルは一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【0024】
図3はこの発明の実施の形態1としての監視カメラの構成を示している。この図3において、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。図1に示す監視カメラは各監視領域内の監視対象位置が固定された場合に有効であるものを示したが、図3に示す監視カメラは監視領域内で監視対象位置が移動するものに適用して有効なものである。
【0025】
図において、31は、2方向の監視領域内の監視対象としての移動体を検出する移動体検出手段であって、例えば映像信号SVのフレーム間の差分を移動体の検出出力とする。32は、移動体検出手段31の各監視領域内の移動体の検出出力に基づき各監視領域内の移動体に対してそれぞれ範囲を設定し、その各範囲にそれぞれ対応した2系統の監視対象分別信号SA,SBを出力する対象範囲設定手段であって、簡単な論理回路で構成される。これら移動体検出手段31と対象範囲設手段32とによって監視対象分別手段5が構成されている。図3に示す監視カメラのその他の構成は、図1に示す監視カメラと同様である。
【0026】
次に、図3に示す監視カメラの動作について説明する。
移動体検出手段31と対象範囲設定手段32において、各監視領域内の監視対象となる移動体が検出され、その移動体に対してそれぞれ範囲が設定される。図4は、その様子を示している。すなわち、移動体検出手段31では、例えば、領域41a内で人間が移動したとすると、映像信号SVのフレーム間の差分は移動した人の輪郭42だけとなるため、移動体検出手段31では監視領域41a内の移動体の検出が可能となる。
【0027】
同様に、領域41b内で自動車が移動した場合にも、映像信号SVのフレーム間の差分は自動車の輪郭43だけとなるため、移動体検出手段31では監視領域41b内の移動体の検出が可能となる。
なお、移動体以外の部分は静止しているため、映像信号SVのフレーム間の差分はほぼ0となる。
【0028】
移動体検出手段31より出力される移動体の検出出力、すなわち映像信号SVのフレーム間の差分は移動体の輪郭部分で一定以上の値を持つ。そのため、対象範囲設定手段32では、各監視領域内の移動体(監視対象)に対してそれぞれ監視対象範囲を設定することが容易である。例えば、垂直方向、水平方向の双方とも、一定以上の値のある部分を直線で切り出せばよい。
すなわち、図4に示すように、対象範囲設定手段32では、領域41a内の移動体42に対して範囲44が監視対象範囲として設定され、一方領域41b内の移動体43に対して範囲45が監視対象範囲として設定され、上述の図2で示したと同様の手法によって、監視対象分別信号SA,SBが得られる。
なお、図3に示す監視カメラのその他の動作は、図1に示す監視カメラと同様である。
【0029】
このように、図3に示す監視カメラによれば、各監視領域の移動体(監視対象)の範囲を監視対象範囲として設定でき、監視対象分別信号SA,SBを得ることができることから、各監視領域内の移動体に対応する撮像素子2の出力信号のレベルは一定値となり、各監視領域内の移動体の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【0030】
図5は、この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第2の構成例を示している。この図5において、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。図1に示す監視カメラは各監視領域内での監視対象位置が固定された場合に有効であるものを示したが、図5に示す監視カメラは設置場所が変わったり、画角変更が行われる等の変更が生じる場合に適用して有効なものである。
【0031】
図において、51は、2方向の監視領域内の監視対象範囲をそれぞれ入力するための対象範囲入力手段であり、ボリューム(可変抵抗器)やスイッチ等で構成される。52は、対象範囲入力手段51で入力された監視対象範囲の情報を記憶しておく対象範囲記憶手段であり、半導体メモり等で構成される。53は、対象範囲記憶手段52に記憶されている各監視領域内の監視対象範囲の情報から、その各監視領域内の監視対象範囲にそれぞれ対応した監視対象分別信号SA,SBを生成するデコーダであり、簡単な論理回路で実現可能である。これら対象範囲入力手段51、対象範囲記憶手段52およびデコーダ53によって、監視対象分別手段5が構成されている。図5に示す監視カメラのその他の構成は、図1に示す監視カメラと同様である。
【0032】
次に、図5に示す監視カメラの動作について説明する。
対象範囲入力手段51により、2方向の各監視領域毎に監視対象範囲がユーザによって入力される。この入力された監視対象範囲の情報は、対象範囲記憶手段52に記憶されると共に、この対象範囲記憶手段52より随時読み出されて後段のデコーダ53に供給される。したがって、デコーダ53からは、対象範囲入力手段51で入力された各監視領域の監視対象範囲にそれぞれ対応した監視対象分別信号SA,SBが出力され続ける。
なお、図5に示す監視カメラのその他の動作は、図1に示す監視カメラと同様である。
【0033】
このように、図5に示す監視カメラによれば、対象範囲入力手段51により各監視領域内の監視対象範囲を入力すると、デコーダ53からは、その入力された各監視領域の監視対象範囲にそれぞれ対応した監視対象分別信号SA,SBが出力され続ける。したがって、入力された各監視領域の監視対象範囲に対応する撮像素子2の出力信号のレベルは一定値となり、その入力された各監視領域の監視対象範囲の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【0034】
なお、上述では、対象範囲記憶手段52には対象範囲入力手段51で入力される1つ監視対象範囲の情報が記憶されるように説明したが、対象範囲記憶手段52に対象範囲入力手段51で入力された複数の監視対象範囲の情報が記憶され、その中から任意の監視対象範囲の情報が読み出されてデコーダ53に供給されるようにしてもよい。また、対象範囲記憶手段52には予め複数の監視対象範囲の情報がプリセットされており、その中から任意の監視対象範囲の情報が読み出されてデコーダ53に供給されるようにしてもよい。このように構成することにより、ユーザは監視対象範囲を変更する都度、対象範囲入力手段51より監視対象範囲を入力しなくてもよくなり、さらに利便性が向上する。
【0035】
図6は、この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第3の構成例を示している。この図6において、図1と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
図において、61は、監視対象別利得制御手段である。この利得制御手段61は、監視対象別測光手段としての検波部62a,62bと、ドライバ63a,63bと、監視領域切換手段64と、利得可変アンプ65とで構成されるフィードバック系でなっている。
【0036】
利得可変アンプ65は、撮像素子2と信号処理部4との間に配され、撮像信号2の出力信号を増幅して信号処理部4に供給するためのものである。検波部62a,62bは、利得可変アンプ65の出力信号のレベルを検出する手段であって、例えば、抵抗器およびコンデンサ等からなる積分器で構成される。ドライバ63a,63bは、検波部62a,62bの検波出力に基づいて、利得可変アンプ65を駆動するアンプである。監視領域切換手段64は、ドライバ63a,63bからの駆動信号を選択的に取り出して利得可変アンプ65に供給するためのものである。
【0037】
5Aは、図1の監視カメラにおける監視対象分別手段5に相当する監視対象分別手段であって、2方向の監視領域内の監視対象にそれぞれ対応した2系統の監視対象分別信号SA,SBを出力する共に、撮像素子2の出力信号が2方向の監視領域のうち、いずれの側に対応するものであるかを示す監視領域判別信号SCを出力するものである。この監視領域判別信号SCは監視領域切換手段64に切換制御信号として供給される。
監視領域切換手段64は、撮像素子2の出力信号が監視領域21a側(図2参照)に対応するものであるとき、ドライバ63aからの駆動信号を取り出すように切り換えられ、一方撮像素子2の出力信号が監視領域21b側(図2参照)に対応するものであるとき、ドライバ63bからの駆動信号を取り出すように切り換えられる。
図6に示す監視カメラのその他の構成は、図1に示す監視カメラと同様である。
【0038】
次に、図6に示す監視カメラの動作について説明する。
監視対象分別手段5Aにおいて、図1の監視カメラの監視対象分別手段5におけると同様の手法によって、2方向の監視領域21a,21bにおける監視対象が分別される。そして、この監視対象分別手段5Aで得られた監視対象分別信号SA,SBは、それぞれ監視対象別利得制御手段61内の検波部62a,62bに供給される。
【0039】
まず、領域21a側について利得制御の動作を述べる。検波部62aには、上述した監視対象分別信号SAと共に、利得可変アンプ65の出力信号が供給される。そして、この検波部62aでは、監視対象分別信号SAに基づいて、利得可変アンプ65の出力信号のうち監視対象22aに対応する部分のみが検波され、その他の部分は検波されずに、直前の検波出力が保持される。そのため、検波部7aの検波出力は、監視対象22aの照度に基づいたものとなる。
【0040】
また、監視領切換手段64には監視対象分別手段5Aより監視領域判別信号SCが供給されており、撮像素子2の出力信号が監視領域21a側に対応するものであるとき、ドライバ63aからの駆動信号が取り出される。したがって、利得可変アンプ65は、検波部62aの検波出力に基づき、ドライバ63aによって駆動されることとなる。ここで、検波部62a、ドライバ63a、利得可変アンプ65はフィードバック系を構成しているため、監視対象22aに対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルが一定値となるように、利得可変アンプ65の利得が制御される。
【0041】
次に、領域21b側(図2参照)について利得制御の動作を述べる。この領域21b側についても同様に、検波部62bには、監視対象分別信号SBと共に、利得可変アンプ65の出力信号が供給される。そして、この検波部62bでは、監視対象分別信号SBに基づいて、利得可変アンプ65の出力信号のうち監視対象22bに対応する部分のみが検波され、その他の部分は検波されずに、直前の検波出力が保持される。そのため、検波部62bの検波出力は、監視対象22bの照度に基づいたものとなる。
【0042】
また、監視領切換手段64には監視対象分別手段5Aより監視領域判別信号SCが供給されており、撮像素子2の出力信号が監視領域21b側に対応するものであるとき、ドライバ63bからの駆動信号が取り出される。したがって、利得可変アンプ65は、検波部62bの検波出力に基づき、ドライバ63bによって駆動され、監視対象22bに対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルが一定値となるように、利得可変アンプ65の利得が制御される。
【0043】
このように、図6に示す監視カメラによれば、利得制御手段61は、各監視領域毎に独立し、なおかつ各監視領域内の監視対象の照度に基づいて利得可変アンプ65の利得を制御するため、監視対象以外の照度状況に左右されることなく、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルは一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。また、図1に示す監視カメラのように調光手段9a,9bを使用するものに比べて、大幅な小型化を実現できるという効果もある。
なお、監視領域切換手段64で検波部62a,62bの検波出力を選択的に取り出し、取り出された検出出力を利得可変アンプ65を駆動する単一のドライバに供給する構成としてもよい。これにより、ドライバが1個で済むようになる。
【0044】
図7は、この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第4の構成例を示している。この図7において、図1および図6と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
図7に示す監視カメラは、図1に示す監視カメラにおける監視対象別露出制御手段6と共に、図6に示す監視カメラにおける監視対象別利得制御手段61を併せ持つものである。この場合、監視対象分別手段5aからの監視対象分別信号SAは利得制御手段61の検波部62aに供給される他に、露出制御手段6の検波部7aにも供給される。同様に、監視対象分別手段5aからの監視対象分別信号SBは利得制御手段61の検波部62bに供給される他に、露出制御手段6の検波部7bに供給される。図7に示す監視カメラのその他の構成は、図1および図6に示す監視カメラと同様である。
【0045】
次に、図7に示す監視カメラの動作について説明する。
監視対象が高照度時の場合には、露出制御手段6の制御だけで、撮像素子2の出力信号として充分なレベルのものが得られ、利得制御手段61は利得可変アンプ65の利得制御の動作を行わず、利得可変アンプ65の利得は一定のままとなる。すなわち、図1に示す監視カメラの制御状況に等しくなる。
一方、監視対象が低照度時の場合には、露出制御手段6内の調光手段9a,9bの透過率は最大となり、その後の制御は利得制御手段61に委ねられる。すなわち、図6に示す監視カメラの制御状況に等しくなる。
【0046】
このように、図7に示す監視カメラによれば、高照度から低照度までの幅広い監視対象の照度変化に対しても、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルは充分な一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【0047】
図8は、この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第5の構成例を示すブロック図である。この図8において、図6と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
図において、9は、撮像素子2に入射される光量を物理的に制限する単一の調光手段であって、例えば、虹彩絞りや透過率可変フィルタ等が用いられる。調光手段9は、プリズム1と撮像素子2との間に配置されている。
【0048】
また、81a,81bは、それぞれ撮像素子2の出力信号のレベルを検出する検波部である。82は、検波部81a,81bの検波出力のうち大きい方を選択的に出力する最大値選択手段である。83は、最大値選択手段82で選択された検波出力に基づいて、調光手段9の光透過量を制御するドライバである。この場合、調光手段9の光透過量は、検波出力が大きい程小さくなるように制御され、検波部81a,81b、最大値選択手段82、ドライバ83および調光手段9はフィードバック系を構成している。図8に示す監視カメラのその他の構成は、図7に示す監視カメラと同様である。
【0049】
次に、図8に示す監視カメラの動作について説明する。
監視対象分別手段5Aより得られる2方向の監視領域21a,21b(図2参照)の監視対象を分別する監視対象分別信号SA,SBは、それぞれ利得制御手段61の検波部62a,62bに供給されると共に、検波部81a,81bに供給される。
検波手段81a,81bでは、撮像素子2の出力信号のうちそれぞれの監視領域21a,21b内の監視対象に対応する部分のみが検波される。そして、最大値選択手段82からは検波部81a,81bの検波出力のうち大きい方が出力される。この最大値選択手段82の出力信号に基づき、ドライバ83によって、調光手段9の光透過量が制御される。
【0050】
ここで、高照度時にあって、例えば検波部81aの検波出力が検波部81bの検波出力に比べて大きい場合、最大値選択手段83からは検波部81aの検波出力が出力され、その検波出力に基づいて調光手段9の光透過量が制御される。そのため、フィードバック制御によって、監視領域21aの監視対象22aに対応する撮像素子2の出力信号のレベルは充分な一定値となるが、監視領域21bの監視対象22bに対応する撮像素子の出力信号のレベルは不充分となる。
しかし、このように監視領域21bの監視対象22bに対応する撮像素子2の出力信号のレベルが不充分となることは、後段の利得制御手段61によって補正される。
【0051】
すなわち、監視領域21aの監視対象22aに対応する撮像素子2の出力信号のレベルは充分な一定値になるので、利得制御手段61は利得可変アンプ65の利得制御の動作を行わず、利得可変アンプ65の利得は一定のままとなる。これに対して、監視領域21bの監視対象22bに対応する撮像素子2の出力信号のレベルは不充分であるので、利得制御手段61では利得可変アンプ65の利得制御の動作が行われる。これにより、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルは充分な一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【0052】
なお、上述とは逆に、検波部81bの検波出力が検波部81aの検波出力に比べて大きい場合は、監視領域21aの監視対象22aに対応する撮像素子2の出力信号のレベルが不充分となるが、後段の利得制御手段61によって同様に補正される。また、検波部81bの検波出力と検波部81aの検波出力とが等しい場合、監視領域21a,21bの監視対象22a,22bに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルは双方とも充分な一定値となる。
また、低照度時においては、調光手段9の透過率は最大となり、その後の制御は利得制御手段61に委ねられ、図6に示す監視カメラの制御状況に等しくなる。
【0053】
このように、図8に示す監視カメラによれば、図7に示す監視カメラと同様に、高照度から低照度までの幅広い監視対象の照度変化に対しても、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルは充分な一定値となり、各監視領域内の移動体の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。さらに、図7に示す監視カメラでは2つの調光手段9a,9bが必要であるが、この図8に示す監視カメラによれば、1つの調光手段9で実現でき、安価かつ小型化を図ることができる。
【0054】
図9は、この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第6の構成例を示すブロック図である。図9に示す監視カメラでは、撮像素子の出力信号のレベルを制御するのに、虹彩絞りや透過率可変フィルタ等の調光手段を使用せずに、撮像素子の電荷蓄積時間を制御するようにしたものである。この図9において、図8と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【0055】
図において、2Aは、図8に示す監視カメラの撮像素子2に相当する撮像素子である。この撮像素子2Aは、電荷蓄積時間を任意に設定し得る電子シャッター機能を備えている。91は、最大値選択手段82で選択された検波出力に基づき、撮像素子2Aの電荷蓄積時間を設定する蓄積時間設定部である。この場合、撮像素子2Aの電荷蓄積時間は、検波出力が大きくなる程短く設定され、従って検波部81a,81b、最大値選択手段82、電荷蓄積時間設定部91および撮像素子2Aは、フィードバック系を構成している。
因みに、撮像素子2Aは光の強度と蓄積時間に比例して電荷が蓄積されるため、電荷蓄積時間を制御することで、調光手段によって撮像素子2Aの入射光量を制御する場合と同様の効果が得られる。
図9に示す監視カメラのその他の構成は、図8に示す監視カメラと同様である。
【0056】
次に、図9に示す監視カメラの動作について説明する。
監視対象分別手段5Aより得られる2方向の監視領域21a,21b(図2参照)の監視対象を分別する監視対象分別信号SA,SBは、それぞれ利得制御手段61の検波部62a,62bに供給されると共に、検波部81a,81bに供給される。
検波手段81a,81bでは、撮像素子2Aの出力信号のうちそれぞれの監視領域21a,21b内の監視対象に対応する部分のみが検波される。そして、最大値選択手段82からは検波部81a,81bの検波出力のうち大きい方が出力される。この最大値選択手段82の出力信号に基づき、蓄積時間設定部91によって、撮像素子2Aの電荷蓄積時間が設定される。
【0057】
ここで、高照度時にあって、例えば検波部81aの検波出力が検波部81bの検波出力に比べて大きい場合、最大値選択手段82からは検波部81aの検波出力が出力され、この検波出力によって、撮像素子2Aの電荷蓄積時間が設定される。そのため、フィードバック制御によって、監視領域21aの監視対象22aに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルは充分な一定値となるが、監視領域21bの監視対象22bに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルは不充分となる。
しかし、このように監視領域21bの監視対象22bに対応する撮像素子2の出力信号のレベルが不充分となることは、後段の利得制御手段61によって補正される。
【0058】
すなわち、監視領域21aの監視対象22aに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルは充分な一定値になるので、利得制御手段61は利得可変アンプ65の利得制御の動作を行わず、利得可変アンプ65の利得は一定のままとなる。これに対して、監視領域21bの監視対象22bに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルは不充分であるので、利得制御手段61では利得可変アンプ65の利得制御の動作が行われる。これにより、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルは充分な一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【0059】
なお、上述とは逆に、検波部81bの検波出力が検波部81aの検波出力に比べて大きい場合は、監視領域21aの監視対象22aに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルが不充分となるが、後段の利得制御手段61によって同様に補正される。また、検波部81bの検波出力と検波部81aの検波出力とが等しい場合、監視領域21a,21bの監視対象22a,22bに対応する撮像素子2Aの出力信号のレベルは双方とも充分な一定値となる。
また、低照度時においては、撮像素子2Aの電荷蓄積時間は最大となり、その後の制御は利得制御手段61に委ねられ、図6に示す監視カメラの制御状況に等しくなる。
【0060】
このように、図9に示す監視カメラによれば、図8に示す監視カメラと同様に、高照度から低照度までの幅広い監視対象の照度変化に対しても、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプ65の出力信号のレベルは充分な一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。さらに、図8に示す監視カメラでは調光手段9が必要であるが、この図9に示す監視カメラによれば、調光手段を不要とでき、図8に示す監視カメラに比べて、さらに安価かつ小型化を図ることができる。
【0061】
なお、上述の各実施の形態においては、2方向の監視領域の場合について述べたが、この発明は、監視領域が3つ以上の場合にも同様に適用することができる。その場合、監視対象別測光手段を構成する検波部は、監視領域の数だけ必要となる。
【0062】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、各監視領域内の監視対象の照度に基づいて、各監視領域毎に独立して、撮像素子の出力信号を処理して得られる映像信号による複数の監視領域内の監視対象の画像がほぼ一定の明るさになるように、少なくとも光学系または信号処理系を制御するものであり、監視対象以外の照度状況に左右されることなく、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号を得ることができる。
また、各監視領域の移動体(監視対象)の範囲を監視対象範囲として設定でき、監視対象分別信号を得ることができ、各監視領域内の監視対象としての移動体の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号を得ることができる。
【0063】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明において、各監視領域内の監視対象の照度に基づいて、各監視領域毎に独立して、撮像素子に対する露出を調光手段を使用して調整するものであり、監視対象以外の照度状況に左右されることなく、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号を得ることができる。
【0064】
請求項3の発明によれば、請求項2の発明において、監視対象別測光手段は監視対象部分毎に撮像素子の出力信号を検波する複数の検波手段からなるものであり、各監視領域の監視対象部分毎の測光を良好に行うことができる。
【0065】
請求項4の発明によれば、請求項1の発明において、各監視領域内の監視対象の照度に基づいて、各監視領域毎に独立して、撮像素子の出力信号を増幅して信号処理手段に供給する利得可変アンプの利得を制御するものであり、監視対象以外の照度状況に左右されることなく、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号を得ることができる。また、調光手段を使用するものに比べて、大幅な小型化を実現できる。
【0066】
請求項5の発明によれば、請求項4の発明において、監視対象別測光手段は監視対象部分毎に利得可変アンプの出力信号を検波する複数の検波手段からなるものであり、各監視領域の監視対象部分毎の測光を良好に行うことができる。
【0067】
請求項6の発明によれば、請求項1の発明において、各監視領域内の監視対象の照度に基づいて、各監視領域毎に独立して、撮像素子に対する露出を調光手段を使用して調整すると共に、撮像素子の出力信号を増幅して信号処理手段に供給する利得可変アンプの利得を制御するものであり、高照度から低照度までの幅広い監視対象の照度変化に対しても、各監視領域内の監視対象に対応する利得可変アンプの出力信号のレベルは充分な一定値となり、各監視領域内の監視対象の画像がそれぞれ適切な明るさとなる映像信号SVを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第1の構成例を示すブロック図である。
【図2】 監視対象分別手段を説明するための図である。
【図3】 この発明の実施の形態1としての監視カメラの構成を示すブロック図である。
【図4】 移動体検出手段および対象範囲設定手段を説明するための図である。
【図5】 この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第2の構成例を示すブロック図である。
【図6】 この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第3の構成例を示すブロック図である。
【図7】 この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第4の構成例を示すブロック図である。
【図8】 この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第5の構成例を示すブロック図である。
【図9】 この発明の実施の形態1に関連した監視カメラの第6の構成例を示すブロック図である。
【図10】 従来例としての監視カメラの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 プリズム、2,2A 撮像素子、3 アンプ、4 信号処理部、5,5A 監視対象分別手段、6 監視対象別露出制御手段、7a,7b,62a,62b,81a,81b 検波部、8a,8b,63a,63b ドライバ、9,9a,9b 調光手段、21a,21b,41a,41b 監視領域、22a,22b 監視対象、31 移動体検出部、32 対象範囲設定手段、42,43 輪郭、51 対象範囲入力手段、52 対象範囲記憶手段、53 デコーダ、64 監視領域切換手段、65 利得可変アンプ、82 最大値選択手段、91 蓄積時間設定部。
Claims (6)
- 撮像素子と、
上記撮像素子の撮像面に複数の監視領域の像を結像させる光学手段と、
上記撮像素子の出力信号を処理して映像信号を得る信号処理手段とを持つ監視カメラにおいて、
上記複数の監視領域内の監視対象をそれぞれ分別する監視対象分別手段と、
上記監視対象分別手段より出力される監視対象分別信号に基づいて、上記映像信号による上記複数の監視領域内の監視対象の画像がほぼ一定の明るさになるように、少なくとも光学系または信号処理系を制御する制御手段とを備え、
上記監視対象分別手段は、
上記複数の監視領域内の移動体を検出する移動体検出手段と、
上記移動体検出手段で検出された移動体を含む監視対象範囲に対応して上記監視対象分別信号を出力する範囲設定手段と
を有することを特徴とする監視カメラ。 - 上記制御手段は、露出制御手段であって、
上記露出制御手段は、上記監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に測光する監視対象別測光手段と、上記撮像素子の撮像面に結像される上記複数の監視領域の像の明るさをそれぞれ調整する複数の調光手段と、上記監視対象別測光手段の出力信号に基づいて、上記複数の調光手段を駆動するドライブ手段とからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の監視カメラ。 - 上記監視対象別測光手段は、上記監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に上記撮像素子の出力信号を検波する複数の検波手段からなる
ことを特徴とする請求項2に記載の監視カメラ。 - 上記制御手段は、利得制御手段であって、
上記利得制御手段は、上記監視対象分別手段で分別された上記複数の監視領域の監視対象部分毎に測光する監視対象別測光手段と、上記撮像素子の出力信号を増幅して上記信号処理手段に供給する利得可変アンプと、上記複数の監視領域にそれぞれに対応して、上記監視対象別測光手段の出力信号に基づき、上記利得可変アンプの利得を制御する利得制御手段とからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の監視カメラ。 - 上記監視対象別測光手段は、上記監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に上記利得可変アンプの出力信号を検波する複数の検波手段からなる
ことを特徴とする請求項4に記載の監視カメラ。 - 上記制御手段として、露出制御手段および利得制御手段を備え、
上記露出制御手段は、上記監視対象分別手段で分別された監視対象部分毎に測光する第1の監視対象別測光手段と、上記撮像素子の撮像面に結像される上記複数の監視領域の像の明るさをそれぞれ調整する複数の調光手段と、上記第1の監視対象別測光手段の出力信号に基づいて、上記複数の調光手段を駆動するドライブ手段とからなり、
上記利得制御手段は、上記監視対象分別手段で分別された上記複数の監視領域の監視対象部分毎に測光する第2の監視対象別測光手段と、上記撮像素子の出力信号を増幅して上記信号処理手段に供給する利得可変アンプと、上記複数の監視領域のそれぞれに対応して、上記第2の監視対象別測光手段の出力信号に基づき、上記利得可変アンプの利得を制御する利得制御手段とからなる
ことを特徴とする請求項1に記載の監視カメラ。
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