JP4289382B2

JP4289382B2 - 監視装置および撮像装置。

Info

Publication number: JP4289382B2
Application number: JP2006262799A
Authority: JP
Inventors: 英晶田中
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: JP2008083358A

Description

本発明は、暗領域を撮像する監視装置および撮像装置に関するものである。

駐車場やオフィスビル等の施設では、深夜に人が通行することが少ない通路のセキュリティを確保するために、暗領域を撮像可能な監視装置が利用される（特許文献１参照）。一般にこの種の装置は、赤外線センサを用いて暗環境下の動体を検知する。そして、導体を検知すると発光器（スピードライト）を発光させ、暗領域にいる不審者等の撮像画像を取得する。

監視装置が暗領域内の動体を適切な露光で撮像しなければ、撮像画像から不審者の顔等を識別することは困難である。したがって監視装置は発光時間を調整して発光器の発光量を自動調光する必要がある。

発光器の自動調光方式としては、プリ発光方式が公知である。プリ発光方式は、撮像時の本発光の直前に、発光器を発光（プリ発光）させて被写体の反射率を計測し、プリ発光時の発光量と計測した反射率とに基づいて被写体を適切に露光する適正発光量を算定する方式である。
特開２００３−２３５５４号公報

一般的に発光器には、製品ごとに時間分解能のばらつきがあり、また、製品ごとの発光特性のばらつきもある。したがって、発光時間を同一に調整しても製品ごとに発光量のばらつきが生じる。

したがってプリ発光により適正発光量を算定しようとしても、反射率に誤差が含まれてしまうため、適正発光量を正確に知ることが難しい。さらには、仮に適正発光量を正確に算定できたとしても、その適正発光量になるように本発光時の実際の発光量を制御することも難しい。

したがって、従来の発光器でプリ発光方式を採用する場合には、時間分解能や発光特性を精緻に設定可能な回路構成を用いる必要があった。そのため、複雑な回路構成や、製造時に時間分解能や時間誤差、発光特性を厳密に調整する工程が必要であった。

そこで本発明は、簡易な回路構成であっても適切な発光量で撮像した画像を得られる監視装置及び撮像装置の提供を図る。

（１）本発明は、撮像領域を照射する発光器を有する撮像装置において、前記発光器を第１の発光時間だけ発光させて前記撮像領域からの反射光の反射光量を計測する計測手段と、前記第１の発光時間に対応する基準発光量と、前記基準発光量と前記第１の発光時間での実際の発光量との差分値と、前記反射光量と、に基づいて前記撮像領域を適切に露光する適正発光量を算定する算定手段と、前記適正発光量に対応する第２の発光時間だけ前記発光器を発光させて撮像する撮像手段と、を有する。

この構成により、プリ発光時の基準発光量を差分値により補正することで、プリ発光時の正確な発光量を得ることができる。この正確な発光量に基づいて本発光時の適正発光量を算定することにより、時間分解能や発光特性を精緻に設定可能な回路構成を用いなくても、適正発光量を高精度に算定でき、暗領域の被写体を適正に露光した被写体像を得ることができる。

（２）本発明は、前記発光器の発光時間と基準発光量との関係を示すテーブルを備える。

この構成により、基準発光量を単にテーブルから読み出すことで取得でき、回路構成を簡易にできる。

（３）本発明は、前記差分値を予め記憶した記憶手段を備える。

この構成により、差分値を単に記憶手段から読み出すことで取得でき、回路構成を簡易にできる。

この発明によれば、プリ発光方式で調光を行う監視装置及び撮像装置において、簡易な回路構成であっても最適な発光量で撮像した画像を得ることができる。

まず、本発明の第１の実施形態に係る監視装置の概要を説明する。
図１にブロック構成図を示す本実施形態の監視装置１は、駐車場内に駐車管理装置と共に配置されていて、通信回線５０を介して警備会社の画像再生装置に接続されている。

監視装置１は赤外線センサ６の検知領域に動体が入ってきた場合に、前記検知領域を含む撮像領域に向けて発光器４の照射光を照射する（プリ発光する）。そして、照射光に対して被写体が反射した光を撮像レンズユニット１０で受光する。次に、被写体の反射率を算出し、本発光における発光器の発光条件を決定する。次に、撮像領域に向けて発光器４の照射光を照射する（本発光する）とともに、撮像領域の撮像画像を電子シャッタ方式で撮像する。そして、撮像画像をネットワークＩ／Ｆ９を介して通信回線５０に出力し、警備会社の画像再生装置に送信する。このようにして監視装置１は、プリ発光方式にて発光器の発光量を調光し、撮像画像を得る。

以下、各構成要素について説明する。

撮像レンズユニット１０は、鏡胴１５と光学レンズ１１と分光プリズム１３と撮像素子１４と反射光受光部１２とを備えている。鏡胴１５には、撮影光学系を構成する光学レンズ１１を内装している。図では撮像光学系を簡易に表示しているが、実際には光学レンズ１１を含む複数のレンズから構成する。光学レンズ１１は入射する光を分光プリズム１３に集光する。分光プリズム１３は入射する光を２つの経路に分光する。分光プリズム１３が分光した一方の経路に設けた撮像素子１４は、受光した光を光電変換する。また、分光プリズム１３が分光した他方の経路に設けた反射光受光部１２は、受光した光を光電変換し、反射率測定用信号を生成してＣＰＵ３に出力する。

なお、この撮像レンズユニット１０は、図示しない駆動機構を備えていて、駆動機構は撮像光学系をＣＰＵ３からの制御に基づいて駆動し、合焦やズーム、絞りなどの調整を行う。

静止画信号処理部２は、図示しないＡ／Ｄ変換器、ＤＳＰ等を備えていて、撮像素子１４が光電変換した電荷に基づいて静止画信号を生成し、ＣＰＵ３を介してネットワークＩ／Ｆ９に出力する。この静止画信号処理部２と撮像レンズユニット１０とにより監視装置１は撮像領域を撮像する。

ネットワークＩ／Ｆ９は、ＣＰＵ３から入力される静止画信号を通信回線５０に出力し、警備会社の画像再生装置に送信する。

赤外線センサ６は、検知領域に向けて常に赤外線を照射していて、反射赤外線を受光する。この赤外線センサ６は、赤外線の照射領域に動体が入ってきた場合にＣＰＵ３に対して検知信号を出力する。この検知信号によりＣＰＵ３は撮像制御および発光制御を開始する。

発光制御部５は図示しないコンデンサを備えていて、ＣＰＵ３から発光開始信号が入力されてから発光停止信号が入力されるまで、コンデンサから発光器４に対して電力を供給する。

発光器４は発光制御部５から供給される電力により発光する。この発光器４は、赤外線センサの検知領域を中心とした領域に照射光を照射する。

ＣＰＵ３は赤外線センサ６から検知信号が入力されると、発光制御部５に対して発光開始信号を出力する。そして、所定時間の経過後に発光停止信号を出力する。この発光開始信号と発光停止信号により発光器４はプリ発光する。ここでは、このプリ発光させる時間（第１の発光時間）は予め定められているものとする。

また、ＣＰＵ３は、プリ発光に対する被写体の反射光に対する反射率測定用信号を撮像レンズユニット１０から受け取り、被写体の反射率を算出する。そして、この反射率と、ＲＯＭ７およびＥＥＰＲＯＭ８から読み出したデータから発光器４を本発光させる時間（第２の発光時間）を決定する。

また、ＣＰＵ３は、前記反射率の取得後に、発光制御部５に対して発光開始信号を出力し、同時に撮像領域の撮像を開始するように静止画信号処理部２に制御信号を出力する。そして、前述の第２の発光時間の経過後に発光制御部５に対して発光停止信号を出力する。この発光開始信号と発光停止信号により発光器４は本発光する。

ＲＯＭ７は、同一型番の監視装置すべてに共通の発光時間テーブルを記録する。ここでは、発光時間テーブルとして図２（A）に示すものを記録している。図２（Ｂ）は、この発光制御テーブルのデータをプロットしたグラフを示している。

この発光時間テーブルには、発光器の発光時間（ＯｎＴｉｍｅ）と、その発光時間のときに推定される発光器の基準発光量との対応を記録している。基準発光量は、設計段階で設定された値であり、実際の発光器における製品毎のばらつきを無視したものである。したがって、この基準発光量になるように発光制御を行ったとしても、実際の発光器の発光量は基準発光量とは異なることになる。

ＥＥＰＲＯＭ８は、製造段階で同一型番の監視装置それぞれに対して個別に調整工程を行って入力した差分値を記憶している。この差分値は、本発光での適正発光量を算定する際に用いるものである。

次に、ＣＰＵ３の具体的な処理について図３を参照して説明する。

ＣＰＵ３には、まず赤外線センサ６から検知信号が入力される（Ｓ１）。

次に、発光制御部５に発光開始信号を出力する（Ｓ２）。

次に、第１の発光時間の経過後に発光制御部５に発光停止信号を出力し、反射光受光部１２から反射率測定信号を受け取る。ここでは仮に、第１の発光時間を７．５ｍｓとする（Ｓ３）。

次に、ＲＯＭ７に記憶した発光時間テーブルから、第１の発光時間（７．５ｍｓ）に隣接する発光時間（５ｍｓと１０ｍｓ）に対応する基準発光量（ＧＮ１とＧＮ２）を読み出し、読み出した基準発光量を補間して、第１の発光時間の基準発光量を取得する。ここでは、線形補間により第１の発光時間の基準発光量としてＧＮ１．５を取得するものとする（Ｓ４）。

次に、ＥＥＰＲＯＭ８から差分値を読み出す。ここでは仮に、差分値を＋０．２とする（Ｓ５）。

次に、第１の発光時間に対応する基準発光量であるＧＮ１．５に差分値である＋０．２を加え、第１の発光時間に対応する発光量を求める。ここでは、第１の発光時間に対応する発光量はＧＮ１．７となる（Ｓ６）。

次に、第１の発光時間に対応する発光量であるＧＮ１．７と、被写体の反射率とから、本発光での適正発光量を算定する。ここでは仮に、適正発光量をＧＮ６．５とする（Ｓ７）。

次に、ＲＯＭ７に記憶した発光時間テーブルから、適正発光量（ＧＮ６．５）に隣接する基準発光量（ＧＮ６とＧＮ７）に対応する発光時間（１４０ｍｓと２４０ｍｓ）を読み出し、読み出した発光時間から線形補間して、適正発光量（ＧＮ６．５）に対応する発光時間として１９０ｍｓを算出する。（Ｓ８）。

次に、発光制御部５に発光開始信号を出力するとともに、撮像領域の撮像を開始するように静止画信号処理部２に制御信号を出力する（Ｓ９）。

次に、適正発光量に対応する発光時間である１９０ｍｓ経過後に発光制御部５に発光停止信号を出力するとともに、静止画信号処理部２から静止画信号を受け取る（Ｓ１０）。

以上のようなＣＰＵ３の処理により、この監視装置１では、適正発光量を算定する際に、プリ発光に対応する発光量を基準発光量と差分値とから算定することで、本発光での適正発光量を正確に求めることができるようになる。したがって、本発光時に正しい適正発光量に基づいて発光器を制御して、適切な発光量で撮像した画像を得ることができる。

なお、本実施形態では、プリ発光時の発光時間は、予め定められていたものとしたが、プリ発光時の発光時間は各種パラメータにより決定するようにしても良い。例えば、プリ発光の直前に反射光受光部を用いて大まかな周囲の明るさを測定し、その明るさにしたがってプリ発光時の発光時間を決定するようにしてもよい。また、明るければプリ発光および本発光をしないようにしてもよい。

また、本実施形態では監視装置の構成例を示したが、本発明はプリ発光方式を用いて撮像を行う撮像装置であればどのような装置でもよく、監視装置に限られない。

実施形態に係る監視装置のブロック図である。実施形態に係る監視装置の発光時間テーブルを説明する図である。実施形態に係る監視装置の処理フローを説明する図である。

符号の説明

１−監視装置
２−静止画信号処理部
３−ＣＰＵ
４−発光器
５−発光制御部
６−赤外線センサ
７−ＲＯＭ
８−ＥＥＰＲＯＭ
１０−撮像レンズユニット
１１−光学レンズ
１２−反射光受光部
１３−分光プリズム
１４−撮像素子
１５−鏡胴
５０−通信回線

Claims

撮像領域にいる動体を検知する動体検知手段と、前記撮像領域を照射する発光器と、を有する撮像装置において、
前記発光器の発光時間と基準発光量との関係を示すテーブルと、
前記発光器を第１の発光時間だけ発光させて前記撮像領域からの反射光の反射光量を計測する計測手段と、
前記第１の発光時間に対応する基準発光量と前記第１の発光時間での実際の発光量との差分値を予め記憶した記憶手段と、
前記第１の発光時間に対応する基準発光量と、前記反射光量と、前記差分値と、に基づいて前記撮像領域を適切に露光する適正発光量を算定する算定手段と、
前記適正発光量に対応する第２の発光時間だけ前記発光器を発光させて撮像する撮像手段と、を有する監視装置。
撮像領域を照射する発光器を有する撮像装置において、
前記発光器を第１の発光時間だけ発光させて前記撮像領域からの反射光の反射光量を計測する計測手段と、
前記第１の発光時間に対応する基準発光量と、前記基準発光量と前記第１の発光時間での実際の発光量との差分値と、前記反射光量と、に基づいて前記撮像領域を適切に露光する適正発光量を算定する算定手段と、
前記適正発光量に対応する第２の発光時間だけ前記発光器を発光させて撮像する撮像手段と、を有する撮像装置。
前記発光器の発光時間と基準発光量との関係を示すテーブルを備える請求項２に記載の撮像装置。
前記差分値を予め記憶した記憶手段を備える請求項２または３に記載の撮像装置。