JP4329336B2 - 撮像装置、及び、撮像方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に監視などの目的で使用される撮像装置及び撮像方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、所望のエリアを監視するために撮像し、所望のエリアで異常事態が発生した旨を検出する監視用の撮像装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。当該撮像装置は、カメラやモニタを備えており、カメラが監視するエリアを撮像して画像信号を生成し、当該画像信号に基づいて移動体の動きを検出することで、エリア内に異常事態が発生した旨を検出する。
【0003】
当該撮像装置によって移動体の動きを検出する方法としては、撮像装置が前フレームの画像信号の輝度と現フレームの画像信号の輝度との間の変化量を検出し、輝度の変化量が一定以上であったときに動きが検出されたものと判断し、警報装置を作動させる方法や、ユーザが、撮像されてモニタに映し出された画像を観ることによって、移動体の動きを視認する方法などが挙げられる。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−102946号公報(第2頁−第7頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した監視用の撮像装置は、例えば、屋外で24時間連続して監視を行う場合など、明るい場所と暗い場所との両方で監視を行うことがある。
【0006】
しかしながら、上述した撮像装置には、通常、可視光用のカメラが備えられている。すなわち、監視するエリアが暗いときにも、可視光用のカメラによって監視するエリアを撮像している。暗い場所では、可視光の量が少ないために、可視光用のカメラによって撮像されてモニタに映し出された画像は、不鮮明なものとなり、ユーザは、モニタを視認して移動体の動きを検出することが困難となる。また、移動体が移動したときの輝度の変化も生じにくくなるため、当該撮像装置が輝度の変化量に基づいて動きを検出することも困難となる。したがって、当該撮像装置では、暗いエリアの監視が困難となる。
【0007】
暗いエリアの動き検出を感度良く行う方法としては、動きが検出されたと判断するときの輝度の変化量を小さくする方法、すなわち、動き検出の感度を高くする方法が挙げられる。しかし、撮像装置は、動き検出の感度を高くすると、ノイズの影響を受け易くなるために、誤って動き検出をすることが多くなり、信頼性が低いものとなる。
【0008】
本発明は以上説明した従来の実状を鑑みて提案されたものであり、撮像するエリアが暗いときにも移動体の移動を確認することが容易であり、異常事態の発生を精度良く検出できる撮像装置、及び、撮像方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、被写体の第1の波長域の光を透過するフィルタが奇数ラインに並べられており、この被写体の第2の波長域の光を透過するフィルタが偶数ラインに並べられているフィルタアレイと、フィルタアレイの奇数ラインに並べられたフィルタを透過した光を奇数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換し、フィルタアレイの偶数ラインに並べられたフィルタを透過した光を、偶数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換して出力する撮像素子と、撮像素子により出力された電気信号を、奇数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第1の画像信号と、偶数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第2の画像信号とに分離する信号分離部と、信号分離部により分離された第1の画像信号の輝度と第2の画像信号の輝度とを検出して比較する輝度比較部と、輝度比較部の比較結果により、輝度の高い画像信号における時間方向の輝度の変化量を検出することにより、被写体の動き検出を行う動き検出部とを備え、第1の波長域の光又は第2の波長域の光のうち一方は可視光であり、他方は赤外光である。
また、本発明に係る撮像方法は、第1の波長域の光又は第2の波長域の光のうち一方は可視光であり、他方は赤外光であって、被写体の第1の波長域の光を透過するフィルタを透過した光を、撮像素子の奇数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換し、被写体の第2の波長域の光を透過するフィルタを透過した光を、撮像素子の偶数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換して出力し、撮像素子により出力された電気信号を、奇数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第1の画像信号と、偶数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第2の画像信号とに分離し、分離された第1の画像信号と第2の画像信号の輝度とを検出して比較し、比較した結果により、輝度の高い画像信号における時間方向の輝度の変化量を検出することにより、被写体の動き検出を行う。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0013】
第1の実施の形態
まず、本発明の第1の実施の形態について説明する。
【0014】
図1に示すように、監視用撮像装置1は、被写体を撮像して電気信号を出力するカメラ2と、カメラ2によって出力された電気信号から同期信号を生成して各部へ供給する同期信号生成部3と、カメラ2によって出力された電気信号をアナログデジタル(以下、A/Dという)変換し、画像信号として出力するA/D変換部4とを備える。
【0015】
また、監視用撮像装置1は、A/D変換部4から画像信号が供給される信号分離部5と、信号分離部5から画像信号が供給される輝度比較部6と、輝度比較部6が演算を行うときなどに使用される輝度メモリ7と、信号分離部5から供給された画像信号に基づいて動き検出を行う動き検出部8と、動き検出部8が抽出した輝度信号などを記録する動き検出メモリ9と、信号分離部5と動き検出部8との接続を切り替えるスイッチ10と、動き検出部8によって動きが検出されたときに動作する警報部11とを備える。
【0016】
さらに、監視用撮像装置1は、信号分離部5から供給された画像信号を記録する画像信号メモリ13と、信号分離部5から供給された画像信号を処理して画像を生成する画像信号処理部15と、画像信号処理部15によって演算がなされるときなどに使用される処理用メモリ16と、画像信号処理部15によって処理された画像信号をデジタルアナログ(以下、D/Aという。)変換して出力するD/A変換部17と、D/A変換部17から出力された画像を表示するモニタ18と、警報部11や輝度比較部6などから供給された信号に基づいて各部を制御するマイクロコンピュータ(以下、マイコンという。)19とを備える。
【0017】
なお、監視用撮像装置1は、走査線が525本である標準テレビ方式(Standard Definition Television;以下、SDTVという。)方式とされている。
【0018】
カメラ2は、図2に示すような、光が入射するレンズアレイ21と、レンズアレイ21を透過した光のうち所定の波長域の光のみを透過するフィルタが配列されたフィルタアレイ22と、フィルタアレイ22を透過した光を電気信号に変換して出力するCCD(Charge Coupled Device)23とを備える撮像素子24を有しており、被写体を撮像して電気信号を出力する。撮像素子24はSDTV方式に対応しているので、奇数ラインに並んだ画素から出力される電気信号は奇数フィールドの電気信号であり、偶数ラインに並んだ画素から出力される電気信号は偶数フィールドの電気信号である。
【0019】
レンズアレイ21は、画素毎に、複数のレンズが2次元に配列されたものである。各レンズは、入射した光を集光してフィルタアレイ22に入射させる。
【0020】
フィルタアレイ22は、図3に示すように、画素毎に、所定の波長域の光を透過するフィルタが2次元に配列されたものである。フィルタアレイ22は、図中Oで示す奇数ラインには赤色光を透過するフィルタRと青色光を透過するフィルタBと緑色光を透過するフィルタGとが代わる代わる配列されており、図中Eで示す偶数ラインには、赤外光を透過するフィルタIRが配列されている。すなわち、フィルタアレイ22は、可視光を透過するフィルタ(以下、可視光用フィルタという。)と赤外光を透過するフィルタ(以下、赤外光用フィルタという。)とが、1ライン毎に交互に並んだ構成とされている。可視光用フィルタはレンズアレイ21を介して入射された光のうち可視光を透過し、赤外光用フィルタはレンズアレイ21を介して入射された光のうち赤外光を透過する。
【0021】
なお、赤色光を透過するフィルタRが配列されている位置には、赤外光カットフィルタを配列することが好ましい。赤外光カットフィルタを配列することにより、近赤外光がフィルタRを透過して可視光に基づいた画像の色バランスが崩れることを回避できる。
【0022】
CCD23は、フィルタアレイ22を透過した光を電気信号に変換して出力する光電変換手段である。CCD23は、画素毎に2次元に配列された複数のフォトダイオードと、出力部とを備えている。フォトダイオードは、フィルタアレイ22を透過した光を電気信号に変換する。出力部は、フォトダイオードに蓄積された電気信号を、インターリーブ方式に従って電気信号を出力する。詳述すると、出力部は、奇数ラインに並べられたフォトダイオードの電気信号(以下、奇数ラインの電気信号という。)を出力した後に、偶数ラインに並べられたフォトダイオードの電気信号(以下、偶数ラインの電気信号という。)を出力する。
【0023】
以上説明した撮像素子24は、フィルタアレイ22が、奇数ラインに可視光用フィルタが配列されており、偶数ラインに赤外光用フィルタが配列された構造とされている。したがって、奇数ラインに並べられたフォトダイオードは可視光を電気信号に変換し、偶数ラインに並べられたフォトダイオードは赤外光を電気信号に変換する。すなわち、カメラ2が被写体を1回撮像すると、撮像素子24は、奇数ラインに並べられたフォトダイオードによって可視光が変換された電気信号(以下、可視光電気信号という。)と、偶数ラインに並べられたフォトダイオードによって赤外光が変換された電気信号(以下、赤外光電気信号という。)とを出力する。
【0024】
なお、撮像素子24は、光電変換手段としてCCD23を備えているが、例えば、CMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor device)など、CCD以外の光電変換手段を備えても良い。
【0025】
したがって、カメラ2からは、被写体を1回撮像すると、図4に示すような、可視光電気信号の後に赤外光電気信号が繋がっている電気信号が、1倍のクロックで出力される。
【0026】
A/D変換部4は、カメラ2から供給された電気信号をA/D変換して、デジタルの画像信号とする。なお、以下では、奇数ラインの電気信号がA/D変換されたものを奇数ラインの画像信号といい、偶数ラインの電気信号がA/D変換されたものを偶数ラインの画像信号という。
【0027】
信号分離部5は、A/D変換部4から供給された画像信号を、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号とに分離する。すなわち、信号分離部5は、A/D変換部4から供給された画像信号を、可視光電気信号がA/D変換された画像信号(以下、可視光画像信号という)と、赤外光電気信号がA/D変換された画像信号(以下、赤外光画像信号という。)とに分離し、可視光画像信号を第1の出力端子5aから出力し、赤外光画像信号を第2の出力端子5bから出力する。信号分離部5は、可視光画像信号及び赤外光画像信号を、輝度比較部6と、画像信号メモリ13と、画像信号処理部15とへ供給する。また、信号分離部5は、可視光画像信号又は赤外光画像信号のいずれかを、スイッチ10を介して動き検出部8へ供給する。
【0028】
輝度比較部6は、信号分離部5から供給された可視光画像信号の輝度と赤外光画像信号の輝度とを検出し、比較する。また、輝度比較部6は、比較した結果を示す信号をマイコン19へ供給し、マイコン19に対して、可視光画像信号の輝度と赤外光画像信号の輝度とのうちどちらが高いかを通知する。
【0029】
動き検出部8は、信号分離部5から供給される可視光画像信号又は赤外光画像信号の輝度の変化量を検出することにより、動き検出を行う。動き検出部8は、スイッチ10を介して信号分離部5から画像信号が供給されると、先ず、当該画像信号、すなわち現フレームの画像信号の輝度信号を抽出する。そして、動き検出メモリ9から、1つ前のフレームの画像信号の輝度を読み出し、現フレームの画像信号の輝度から減算することで、輝度の変化量を検出し、変化量が所定の値以上であるときには動きが検出されたと判断して動き信号を生成し、警報部11へ供給する。また、動き検出部8は、抽出した輝度信号を動き検出メモリ9に記録する。
【0030】
具体的に説明すると、動き検出部8は、可視光画像信号が供給されたときには、当該可視光画像信号の輝度信号を抽出するとともに、1つ前のフレームの可視光画像信号の輝度を動き検出メモリ9から読み出す。そして、現フレームの可視光画像信号の輝度から1つ前のフレームの可視光画像信号の輝度を減算することで、輝度の変化量を検出する。また、赤外光画像信号が供給されたときには、当該赤外光画像信号の輝度信号を抽出するとともに、1つ前のフレームの赤外光画像信号の輝度を動き検出メモリ9から読み出す。そして、現フレームの赤外光画像信号の輝度から1つ前のフレームの赤外光画像信号の輝度を減算することで、輝度の変化量を検出する。
【0031】
動き検出メモリ9は、動き検出部8が抽出した輝度信号や、動きが検出されたと判断するときの画像信号の輝度の変化量の閾値などを記録する。
【0032】
スイッチ10は、マイコン19からの制御に基づいて信号分離部5と動き検出部8との接続を変更する。詳述すると、スイッチ10は、可視光画像信号の輝度が高いときには、第1の出力端子5aと動き検出部8とを接続し、赤外光画像信号の輝度が高いときには、第2の出力端子5bと動き検出部8とを接続する。スイッチ10が信号分離部5と動き検出部8との接続を変更することにより、信号分離部5によって分離された2種類の画像信号のうち、輝度が高い画像信号が動き検出部8へ供給される。なお、マイコン19は、輝度比較部6から供給された信号に基き、頻繁に切り替えがないように時間で積分し、スイッチ10を制御する。
【0033】
警報部11は、動き検出部8から動き信号が供給されると動作し、例えば警告音を鳴らし、動きが検出された旨を知らせる。また、警報部11は、動き信号をマイコン19へ供給し、マイコン19に対して動きが検出された旨を通知する。
【0034】
画像信号メモリ13は、信号分離部5から供給された赤外光画像信号及び可視光画像信号を、マイコン19の制御に基づいて記録する。例えば、画像信号メモリ13は、マイコン19の制御に基づいて、信号分離部5から供給された赤外光画像信号及び可視光画像信号を、警報部11が動作した時間よりも所定の時間だけ前の時間から記録するプリアラーム記録や、フレーム単位で間欠記録するタイムラプス記録などを行う。
【0035】
画像信号処理部15は、信号分離部5から供給された画像信号や、画像信号メモリ13に記録されているデータから生成された画像信号などを処理して、モニタ18に表示するための画像を生成し、D/A変換部17に供給する。画像信号処理部15は、監視用撮像装置1が監視を行うために所定のエリアを撮像しているときには信号分離部5から供給された画像信号を処理する。
【0036】
詳述すると、画像信号処理部15は、奇数ラインの可視光画像信号に基づいて偶数ラインの可視光画像信号を生成するOdd処理を行い、可視光に基づいた1フレームの画像を生成する。
【0037】
また、画像信号処理部15は、偶数ラインの赤外光画像信号に基づいて奇数ラインの赤外光画像信号を生成するEven処理を行い、赤外光に基づいた1フレームの画像を生成する。
【0038】
さらに、画像信号処理部15は、可視光に基づいた1フレームの画像と赤外光に基づいた1フレームの画像とを処理し、2つの画像をモニタ18に同時に表示させるためのマルチ画像を生成するマルチ画像処理を行う。
【0039】
さらにまた、画像信号処理部15は、マイコン19の制御に従って、D/A変換部17へ供給する画像を変更するインプット切り替えを行う。インプット切り替えにより、モニタ18に表示される画像が変化する。例えば、画像信号処理部15がD/A変換部17へ供給する画像信号を、マルチ画像から可視光に基づいた画像に切り替えることにより、モニタ18に表示される画像は、マルチ画像から可視光に基づいた画像に切り替わる。
【0040】
マイコン19は、警報部11や輝度比較部6などから供給された信号に基づいて各部を制御する。具体的に説明すると、マイコン19は、輝度比較部6から供給された信号に基づいてスイッチ10を制御し、信号分離部5と動き検出部8との接続を切り替えて、可視光画像信号と赤外光画像信号とのうち輝度が高い画像信号を、信号分離部5から動き検出部8へ供給する。また、マイコン19は、警報部11から供給された動き検出信号に基づいて画像信号メモリ13を制御し、信号分離部5から供給される画像信号のプリアラーム記録を開始する。さらに、マイコン19は、画像信号処理部15を制御することによってインプット切り替えを行い、モニタ18に表示される画像を制御する。
【0041】
つぎに、監視用撮像装置1の動作について説明する。なお、以下の説明では、モニタ18にマルチ画像を表示する。
【0042】
先ず、カメラ2に備えられたレンズアレイ21を光が透過する。そして、奇数ラインに位置するフィルタアレイ22は可視光を透過し、偶数ラインに位置するフィルタアレイ22は赤外光を透過する。CCD23は、フィルタアレイ22が透過した光を電気信号に変換する。カメラ2からは、CCD23が生成した電気信号が、インターレース方式に従って出力される。すなわち、カメラ2からは、図4に示すような、可視光電気信号の後に赤外光電気信号が繋がった電気信号が出力される。カメラ2から出力された電気信号は、同期信号生成部3とA/D変換部4とに供給される。
【0043】
次に、同期信号生成部3は、カメラ2から供給された電気信号から水平同期信号及び垂直同期信号を生成し、各部へ供給する。
【0044】
一方、A/D変換部4は、カメラ2から供給された電気信号を、A/D変換して信号分離部5へ供給する。
【0045】
次に、信号分離部5は、A/D変換部4から供給された画像信号を、可視光画像信号と赤外光画像信号とに分離する。信号分離部5は、可視光画像信号と赤外光画像信号とを、輝度比較部6、画像信号メモリ13、画像信号処理部15に供給する。また、信号分離部5は、可視光画像信号と赤外光画像信号とのうち輝度が高い方を、スイッチ10を介して動き検出部8に供給する。
【0046】
画像信号メモリ13は、信号分離部5から供給された可視光画像信号と赤外光画像信号とを記録する。
【0047】
また、画像信号処理部15は、信号分離部5から可視光画像信号や赤外光画像信号に対してOdd処理、Even処理、マルチ画像処理を行い、マルチ画像を生成し、D/A変換部17へ供給する。
【0048】
次に、D/A変換部17は、画像信号処理部15から供給された画像をアナログ信号に変換して、モニタ18へ供給する。モニタ18は、D/A変換部17から供給されたマルチ画像を表示する。
【0049】
さらに、輝度比較部6は、可視光画像信号の輝度と赤外光画像信号の輝度とを比較し、比較した結果を示す信号を、マイコン19へ供給する。
【0050】
次に、マイコン19は、輝度比較部6から供給された信号に基づいてスイッチ10を切り替え、可視光画像信号と赤外光画像信号とのうち輝度が高い方を、信号分離部5から動き検出部8へ供給する。
【0051】
次に、動き検出部8は、信号分離部5から供給された画像信号の輝度信号を抽出するとともに、当該画像信号よりも1つ前のフレームの画像信号の輝度を動き検出メモリ9から読み出して、輝度の変化量を検出し、変化量が所定の量以上であったときには、動き検出信号を生成して警報部11へ供給する。また、動き検出メモリ9は、抽出した輝度信号を記録する。
【0052】
そして、警報部11は、動き検出部8から動き検出信号が供給されたときには、警告音を鳴らす。また、動き検出部8から供給された動き検出信号を、マイコン19へ供給する。
【0053】
次に、マイコン19は、警報部11から動き検出信号が供給されると、画像信号メモリ13に対して、画像信号のプリアラーム記録やタイムラプス記録を開始させる。
【0054】
また、マイコン19は、例えばユーザの要求に応じて画像信号メモリ13及び画像信号処理部15を制御して、画像信号メモリ13に記録されたデータから画像を生成し、モニタ18に表示させる。
【0055】
さらに、マイコン19は、例えばユーザの要求に応じて画像信号処理部15を制御してインプット切り替えを行い、モニタ18に表示する画像を変更する。
【0056】
さらにまた、マイク19は、例えばユーザの要求に応じてスイッチ10を切り替えて、動き検出を行う画像信号を変更する。
【0057】
以上説明したように、監視用撮像装置1では、撮像素子24に備えられたフィルタアレイ22が、可視光を透過するフィルタと赤外光を透過するフィルタとが1ライン毎に配列された構成とされている。したがって、カメラ2は、被写体を1度撮像すると、可視光電気信号と赤外光電気信号とを出力できる。
【0058】
また、監視用撮像装置1によれば、先ず、輝度比較部6が可視光画像信号の輝度と赤外光画像信号の輝度とを比較し、どちらの画像信号の輝度が高いかを検出する。そして、動き量検出部8が、輝度が高い画像信号の輝度の変化量を検出することによって動き量を検出する。
【0059】
したがって、本発明を適用した監視用撮像装置1は、カメラ2が撮像しているエリアが明るいときには可視光画像信号を利用して動き検出を行うことが可能となり、カメラ2が撮像しているエリアが暗いときには赤外光画像信号を利用して動き検出を行うことが可能となる。すなわち、監視用撮像装置1は、カメラ2が撮像しているエリアを、明るさに拘わらず精度良く監視することが可能となる。
【0060】
また、本発明を適用した監視用撮像装置1によれば、カメラ2に備えられている撮像素子が1つであるにも拘わらず、モニタ18に、赤外光に基づいた画像と可視光に基づいた画像との両方を表示できる。
【0061】
したがって、本発明を適用した監視用撮像装置1は、簡便な構成のカメラ2を使用して、モニタ18に、赤外光に基づいた画像と可視光に基づいた画像との両方を表示することが可能となる。
【0062】
なお、フィルタアレイ22は、奇数ラインに赤外光用フィルタが配列されており、偶数ラインに赤外光用フィルタが配列されている構成としても良い。
【0063】
また、本実施の形態では、フィルタアレイ22を、可視光を透過するフィルタと赤外光を透過するフィルタとによって構成したが、他の波長域の光を透過するフィルタによって構成しても良い。例えば、フィルタアレイ22を、可視光を透過するフィルタと紫外光を透過するフィルタとによって構成しても良い。また、可視光を透過するフィルタを奇数ライン又は偶数ラインの一方に配列し、他方にはフィルタを配列しない構成としても良い。フィルタを配列しないラインの撮像素子24からは白黒画像用の電気信号が出力される。フィルタを配列しないことによりCCDが受光する光の量は増加するために、撮像素子24が出力する白黒画像用の電気信号はレベルが高くなり、動き検出の感度が良好なものとなる。
【0064】
第2の実施の形態
つぎに、本発明の第2の実施の形態について説明する。
【0065】
なお、以下の説明では、図1に示す監視用撮像装置1と同等な構成、部位、機能について説明を省略し、また、図面において同じ符号を付する。
【0066】
図5に示すように、監視用撮像装置30は、被写体を撮像して電気信号を出力するカメラ31と、カメラ31から出力された電気信号をA/D変換する第1のA/D変換部32及び第2のA/D変換部33と、第1のA/D変換部32及び第2のA/D変換部33と動き検出部8との接続を切り替えるスイッチ35と、第1のA/D変換部32及び第2のA/D変換部33から供給される画像信号を処理して画像を生成する画像信号処理部36とを備える。
【0067】
カメラ31は、図6に示すように、レンズアレイ41と、フィルタアレイ42と、CCD43とを備える撮像素子44を有しており、被写体を撮像して電気信号を2ラインずつ出力する。なお、カメラ31は、走査線が1125本である高精細テレビ(High Definition Television;以下、HDTVという。)方式とされている。すなわち、撮像素子44は、第1の実施の形態で説明したSDTV方式の撮像素子24の2倍以上のラインを備えている。
【0068】
レンズアレイ41は、画素毎に、複数のレンズが2次元に配列されたものである。各レンズは、入射した光を集光してフィルタアレイ42に入射させる。
【0069】
フィルタアレイ42は、図7に示すように、画素毎に、所定の波長域の光を透過するフィルタが2次元に配列されたものである。フィルタアレイ42は、図中V1で示される奇数ラインには赤色光を透過するフィルタRと青色光を透過するフィルタBと緑色光を透過するフィルタGとが代わる代わる配列されており、図中V2で示される偶数ラインには赤外光を透過するフィルタIRが配列されている。すなわち、フィルタアレイ42は、可視光用フィルタと赤外光用フィルタとが1ラインおきに並んだ構成とされている。
【0070】
CCD43は、複数のフォトダイオード及び出力部を備えている。出力部は、電気信号を2ラインずつインターリーブ方式で出力する。具体的に説明すると、出力部は、4m+1(但し、mは0以上の整数。)ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号と4m+2ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号とを同じタイミングで別々に出力させることを、mを1ずつ増加させながら最終ラインまで行った後に、4m+3ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号と4m+4ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号とを同じタイミングで別々に出力させることを、mを1ずつ増加させながら最終ラインまで行う。すなわち、出力部は、奇数ラインの電気信号と偶数ラインの電気信号とを、同じタイミングで別々に出力する。
【0071】
以上説明した撮像素子44は、フィルタアレイ42が、奇数ラインに可視光用フィルタが配列されており、偶数ラインに赤外光用フィルタが配列された構成とされている。したがって、撮像素子44は、カメラ31が被写体を1回撮像すると、可視光電気信号と赤外光電気信号とを、同じタイミングで別々に出力する。また、撮像素子44は、奇数ラインと偶数ラインとがSDTV方式の撮像素子24の2倍以上であるため、SDTV方式の2倍のラインを利用して、可視光電気信号と赤外光電気信号とを生成できる。
【0072】
したがって、カメラ31は、被写体を1回撮像すると、図8(A),(B)に示すように、可視光電気信号と赤外光電気信号とを、同じタイミングで別々に1倍のクロックで出力する。カメラ31は、可視光電気信号を第1のA/D変換部32へ供給し、赤外光電気信号を第2のA/D変換部33へ供給する。また、カメラ31は、SDTV方式の2倍以上の可視光電気信号と赤外光電気信号とを出力する。
【0073】
なお、撮像素子44は、プログレッシブ方式で2ラインずつ電気信号を出力する構成としても良い。撮像素子44がプログレッシブ方式で2ラインずつ電気信号を出力するときには、出力部は、1ライン目から順番に2ライン分の電気信号を同じタイミングで別々に出力する。すなわち、4m+1ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号と4m+2ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号とを同じタイミングで別々に出力した後に、4m+3ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号と4m+4ライン目に並べられたフォトダイオードの電気信号とを同じタイミングで別々に出力することを、mを1ずつ増やしながら最終ラインまで行うことにより、電気信号を出力する。
【0074】
第1のA/D変換部32は、カメラ31から供給された可視光電気信号をA/D変換してデジタルの可視光画像信号とし、得られた可視光画像信号を、輝度比較部6、画像信号メモリ13、画像信号処理部36に供給する。また、第1のA/D変換部32は、スイッチ35を介して動き検出部8と接続しているときには、可視光画像信号を、動き検出部8へ供給する。
【0075】
第2のA/D変換部33は、カメラ31から供給された赤外光電気信号をA/D変換してデジタルの赤外光画像信号とし、得られた赤外光画像信号を、輝度比較部6と、画像信号メモリ13と、画像信号処理部36とに供給する。また、第2のA/D変換部33は、スイッチ35を介して動き検出部8と接続しているときには、赤外光画像信号を、動き検出部8へ供給する。
【0076】
スイッチ35は、マイコン19からの制御に基づいて、第1のA/D変換部32から供給された可視光画像信号と第2のA/D変換部33から供給された赤外光画像信号とのうち、輝度が高い方を動き検出部8へ供給するために、第1のA/D変換部32と動き検出部8との間、又は第2のA/D変換部33と動き検出部8との間を接続する。すなわち、スイッチ35は、可視光画像信号の輝度が高いときには第1のA/D変換部32と動き検出部8とを接続し、赤外光画像信号の輝度が高いときには第2のA/D変換部33と動き検出部8とを接続する。なお、マイコン19は、輝度比較部6から供給された信号に基づいて、スイッチ35を制御する。
【0077】
画像信号処理部36は、第1のA/D変換部32から供給された画像信号や第2のA/D変換部33から供給された画像信号を処理して、モニタ18に表示するための画像を生成し、D/A変換部17に供給する。
【0078】
詳述すると、画像信号処理部36は、奇数ラインの画像信号から、SDTV方式のモニタ18に表示するための可視光に基づいた画像を生成する可視光画像生成処理を行う。また、画像信号処理部36は、偶数ラインの画像信号から、SDTV方式のモニタ18に表示するための赤外光に基づいた画像を生成する赤外光画像生成処理を行う。画像信号処理部36には、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号とが、SDTV方式の2倍以上供給される。したがって、画像信号処理部36は、SDTV方式の2倍の画像信号を利用して可視光画像生成処理と、赤外光画像生成処理とを行う。さらに、画像信号処理部36は、マルチ画像処理や、インプット切り替えなどを行う。
【0079】
つぎに、監視用撮像装置30の動作について説明する。なお、以下の説明では、モニタ18にマルチ画像が表示される。
【0080】
先ず、カメラ31に備えられたレンズアレイ41を光が透過する。そして、奇数ラインに位置するフィルタアレイ42は、レンズアレイ41が透過した光のうち可視光を透過し、偶数ラインに位置するフィルタアレイ42は、レンズアレイ41が透過した光のうち赤外光を透過する。CCD43は、フィルタアレイ42が透過した光を電気信号に変換する。カメラ31からは、CCD43が生成した電気信号が、HDTVのインターリーブ方式に従って、2ラインずつ1倍のクロックで出力される。すなわち、カメラ31からは、CCD43が生成した図8(A)に示す奇数ラインの電気信号と図8(B)に示す偶数ラインの電気信号とが同じタイミングで別々に出力される。カメラ31は、奇数ラインの電気信号を第1のA/D変換部32及び同期信号生成部3へ供給し、偶数ラインの電気信号を第2のA/D変換部33へ供給する。
【0081】
次に、同期信号生成部3は、カメラ31から供給された電気信号から垂直同期信号と水平同期信号とを生成し、各部へ供給する。本実施の形態では、同期信号生成部3は、奇数ラインの電気信号、すなわち可視光電気信号から垂直同期信号と水平同期信号とを生成する。
【0082】
また、第1のA/D変換部32は、奇数ラインの電気信号、すなわち可視光電気信号をA/D変換して可視光画像信号とし、輝度比較部6、画像信号メモリ13、及び画像信号処理部36に供給する。
【0083】
さらに、第2のA/D変換部33は、偶数ラインの電気信号、すなわち赤外光電気信号をA/D変換して赤外光画像信号とし、輝度比較部6、画像信号メモリ13、及び画像信号処理部36に供給する。
【0084】
そして、画像信号メモリ13は、第1のA/D変換部32から供給された可視光画像信号と、第2のA/D変換部33から供給された赤外光画像信号とを記録する。
【0085】
また、画像信号処理部36は、第1のA/D変換部32から供給された可視光画像信号に対して可視光画像処理を行うことにより、可視光に基づいた1フレームの画像を得るとともに、第2のA/D変換部33から供給された赤外光画像信号に対して赤外光画像処理を行うことにより、赤外光に基づいた1フレームの画像を得る。
【0086】
そして、画像信号処理部36は、マルチ画像処理によりマルチ画像を生成し、D/A変換部17へ供給する。
【0087】
次に、D/A変換部17は、画像信号処理部36から供給されたマルチ画像をD/A変換してアナログ信号とし、モニタ18へ供給する。モニタ18は、D/A変換部17から供給されたマルチ画像を表示する。
【0088】
さらに、輝度比較部6は、第1のA/D変換部32から供給された可視光画像信号の輝度と第2のA/D変換部33から供給された赤外光画像信号の輝度とを比較し、比較した結果を示す信号を、マイコン19へ供給する。
【0089】
次に、マイコン19は、輝度比較部6から供給された信号に基づいてスイッチ35を切り替え、第1のA/D変換部32から出力された可視光画像信号と第2のA/D変換部33から出力された赤外光画像信号とのうち輝度が高い方を、動き検出部8へ供給する。
【0090】
次に、動き検出部8は、第1のA/D変換部32又は第2のA/D変換部33からスイッチ35を介して供給された画像信号の輝度信号を抽出するとともに、当該画像信号よりも1フレーム前の画像信号の輝度を動き検出メモリ9から読み出して、輝度の変化量を検出し、変化量が所定の量以上であったときには、動き検出信号を生成して警報部11へ供給する。また、動き検出メモリ9は、抽出した輝度信号を記録する。
【0091】
そして、警報部11は、動き検出部8から動き検出信号が供給されたときには、警告音を鳴らす。また、動き検出部8から供給された動き検出信号を、マイコン19へ供給する。
【0092】
以上説明したように、監視用撮像装置30は、HDTV方式のカメラ31を備えている。カメラ31は、撮像素子44を備えており、撮像素子44は、SDTV方式の撮像素子24の2倍以上のラインを備えている。したがって、画像信号処理部36には、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号とが、SDTV方式の2倍以上供給される。したがって、画像信号処理部36は、SDTV方式の2倍の画像信号を利用して可視光画像生成処理と、赤外光画像生成処理とを行うことができるため、可視光に基づいた1フレーム分の画像を生成するために奇数ラインの画像信号から偶数ラインの画像信号を生成するOdd処理を行う必要性や、赤外光に基づいた1フレーム分の画像を生成するために偶数ラインの画像信号から奇数ラインの画像信号を生成するEven処理を行う必要がなくなる。
【0093】
したがって、監視用撮像装置30では、モニタ18に表示される可視光に基づいた画像や、赤外光に基づいた画像の解像度が良好なものとなる。
【0094】
なお、本発明を適用した監視用撮像装置30は、撮像素子44のライン数を倍とするとともに、モニタ18をHDTV方式に対応したものとし、さらに画像信号処理部36をHDTV方式の画像を生成するものとしても良い。以上説明した構成とすることにより、モニタ18には、HDTV方式の画像が表示される。
【0095】
第3の実施の形態
つぎに、本発明の第3の実施の形態について説明する。
【0096】
なお、以下の説明では、第1の実施の形態の監視用撮像装置1及び第2の実施の形態の監視用撮像装置30と同等な構成、部位、機能についての説明を省略し、また、図面において同じ符号を付するものとする。
【0097】
図9に示すように、監視用撮像装置50は、被写体を撮像して電気信号を出力するカメラ51と、A/D変換部4から供給された画像信号を可視光画像信号と赤外光画像信号とに分離する信号分離部52と、信号分離部52によって分離された可視光画像信号と赤外光画像信号とを一時的に記録する第1の分離メモリ53及び第2の分離メモリ54とを備える。
【0098】
カメラ51は、図6に示すように、レンズアレイ41と、フィルタアレイ42と、フィルタを透過した光を一次元の画像信号に変換して出力するCCD61とを備える撮像素子62を有している。すなわち、撮像素子62は、第1の実施の形態で説明したSDTV方式の撮像素子24の2倍以上のラインを備えている。
【0099】
CCD61は、フォトダイオードと出力部とを備えている。出力部は、フォトダイオードに蓄積された電気信号を、HDTV方式のインターリーブ方式に従って1ラインずつ出力する。具体的に説明すると、出力部は、奇数ラインの電気信号を2倍のクロックで出力した後に偶数ラインの電気信号を2倍のクロックで出力することによって、1フレーム分の画像信号を出力する。
【0100】
以上説明した撮像素子62は、フィルタアレイ42が、奇数ラインに可視光用フィルタが配列されており、偶数ラインに赤外光用フィルタとが配列された構成とされている。したがって、奇数ラインに並べられたフォトダイオードは可視光を電気信号に変換し、偶数ラインに並べられたフォトダイオードは赤外光を電気信号に変換する。したがって、撮像素子62は、可視光電気信号を出力した後に、赤外光電気信号を出力する。すなわち、撮像素子62は、カメラ51が被写体を1回撮像すると、可視光電気信号と赤外光電気信号とを出力することができる。また、撮像素子62は、奇数ラインと偶数ラインとがSDTV方式の撮像素子24の2倍以上であるため、SDTV方式の2倍のラインを利用して、可視光電気信号と赤外光電気信号とを生成できる。
【0101】
したがって、カメラ51は、被写体を1回撮像すると、図10に示すような、可視光電気信号の後に赤外光電気信号が繋がっている電気信号を、2倍のクロックで出力する。また、カメラ51は、SDTV方式の2倍以上の可視光電気信号と赤外光電気信号とを出力する。
【0102】
なお、撮像素子62は、プログレッシブ方式で2倍のクロックで電気信号を出力する構成としても良い。撮像素子62がプログレッシブ方式で2倍のクロックで電気信号を出力するときには、出力部は、1ライン目から最後のラインまで順番に2倍のクロックで電気信号を出力する。すなわち、カメラ51から、図11(A)に示すような、可視光電気信号と赤外光電気信号とが隣接する垂直同期信号内に並んでいる電気信号が出力される。また、カメラ51からは、図11(B)に示すような、出力された電気信号が可視光電気信号であるか赤外光電気信号であるかを判別する判別信号が出力される。
【0103】
信号分離部52は、A/D変換部4によってA/D変換された画像信号を、可視光画像信号と赤外光画像信号とに分離する。信号分離部52は、可視光画像信号及び赤外光画像信号を、第1の分離メモリ53又は第2の分離メモリ54に一時的に保存した後に、1倍のクロックで読み出して、輝度比較部6と、スイッチ10と、画像信号処理部36とへ供給する。また、信号分離部52は、可視光画像信号又は赤外光画像信号のいずれかを、スイッチ10を介して動き検出部8へ供給する。
【0104】
第1の分離メモリ53及び第2の分離メモリ54は、信号分離部52によって分離された可視光画像信号と赤外光画像信号とを、一時的に記録する。第1の分離メモリ53及び第2の分離メモリ54に記録された画像信号は、信号分離部52によって読み出され、輝度比較部6、スイッチ10、画像信号処理部36へ供給される。具体的に説明すると、第1の分離メモリ53及び第2の分離メモリ54のうち一方に対して可視光画像信号及び赤外光画像信号が記録されているときには、他方に対して記録された可視光画像信号及び赤外光画像信号が信号分離部52によって読み出され、輝度比較部6、スイッチ10、画像信号処理部36へ供給される。
【0105】
つぎに、監視用撮像装置50の動作について説明する。
【0106】
先ず、カメラ51に備えられたレンズアレイ41を光が透過する。そして、奇数ラインに位置するフィルタアレイ42は、レンズアレイ41が透過した光のうち可視光を透過し、偶数ラインに位置するフィルタアレイ42は、レンズアレイ42が透過した光のうち赤外光を透過する。CCD61は、フィルタアレイ42が透過した光を電気信号に変換する。カメラ51からは、CCD61が生成した電気信号が、1ラインずつインターレース方式で、2倍のクロックで出力される。カメラ51から出力した電気信号は、同期信号生成部3とA/D変換部4とに供給される。
【0107】
次に、同期信号生成部3は、カメラ51から供給された電気信号から水平同期信号及び垂直同期信号を生成し、各部へ供給する。
【0108】
一方、A/D変換部4は、カメラ51から供給された電気信号をA/D変換して、信号分離部52へ供給する。
【0109】
次に、信号分離部52は、A/D変換部4から供給された画像信号を、可視光画像信号と、赤外光画像信号とに分離する。そして、信号分離部52は、分離した可視光画像信号と赤外光画像信号とを、一時的に第1の分離メモリ53又は第2の分離メモリ54の一方に記録する。また、信号分離部52は、第1の分離メモリ53又は第2の分離メモリ54の他方、すなわち、記録動作が行われていない方に記録されている可視光画像信号及び赤外光画像信号を読み出して、輝度比較部6と、画像信号メモリ13と、画像信号処理部36とに供給する。
【0110】
次に、画像信号メモリ13は、信号分離部52から供給された赤外光画像信号や可視光画像信号を記録する。
【0111】
また、画像信号処理部36は、信号分離部52から供給された画像信号や、画像信号メモリ13から読み出された画像信号などに対して、Odd処理、Even処理、マルチ画像処理などの処理を施してマルチ画像を生成し、D/A変換部17に供給する。
【0112】
そして、D/A変換部17は、画像信号処理部36から供給されたマルチ画像をD/A変換してアナログ信号とし、モニタ18へ供給する。モニタ18は、D/A変換部17から供給されたマルチ画像を表示する。
【0113】
また、輝度比較部6は、可視光画像信号の輝度と赤外光画像信号の輝度とを比較し、比較した結果を示す信号を、マイコン19へ供給する。
【0114】
次に、マイコン19は、輝度比較部6から供給された信号に基づいてスイッチ10を切り替え、可視光画像信号と赤外光画像信号とのうち輝度が高い方の画像信号を、信号分離部52から動き検出部8へ供給する。
【0115】
次に、動き検出部8は、信号分離部52から供給された画像信号の輝度信号を抽出するとともに、当該画像信号よりも1フレーム前の画像信号の輝度を動き検出メモリ9から読み出して、輝度の変化量を検出し、変化量が所定の量以上であったときには、動き検出信号を生成して警報部11へ供給する。また、動き検出メモリ9は、抽出した輝度信号を記録する。
【0116】
そして、警報部11は、動き検出部8から動き検出信号が供給されたときには、警告音を鳴らす。また、動き検出部8から供給された動き検出信号を、マイコン19へ供給する。
【0117】
以上説明したように、監視用撮像装置50は、HDTV方式のカメラ51を備えている。カメラ51は、撮像素子62を備えており、撮像素子62は、SDTV方式の撮像素子24の2倍以上のラインを備えている。したがって、画像信号処理部36には、奇数ラインの画像信号と偶数ラインの画像信号とが、SDTV方式の2倍以上供給される。したがって、画像信号処理部36は、SDTV方式の2倍の画像信号を利用して可視光画像生成処理と、赤外光画像生成処理とを行うことができるため、奇数ラインの画像信号から偶数ラインの画像信号を生成するOdd処理を行う必要性や、赤外光に基づいた1フレーム分の画像を生成するために、偶数ラインの画像信号から奇数ラインの画像信号を生成するEven処理を行う必要がなくなる。
【0118】
したがって、監視用撮像装置50では、モニタ18に表示される可視光に基づいた画像や、赤外光に基づいた画像の解像度が良好なものとなる。
【0119】
なお、本発明を適用した監視用撮像装置50は、撮像素子62のライン数を倍とするとともに、モニタ18をHDTV方式に対応したものとし、さらに画像信号処理部36をHDTV方式の画像を生成するものとしても良い。以上説明した構成とすることにより、モニタ18には、HDTV方式の画像が表示される。
【0120】
第4の実施の形態
つぎに、本発明の第4の実施の形態について説明する。
【0121】
なお、以下の説明では、第1の実施の形態の監視用撮像装置1及び第2の実施の形態の監視用撮像装置30と同等な構成、部位、機能についての説明を省略するとともに、図面において同じ符号を付するものとする。
【0122】
図12に示すように、監視用撮像装置80は、被写体を撮像して電気信号を出力するカメラ81と、カメラ81から出力された電気信号をA/D変換する第1のA/D変換部82及び第2のA/D変換部83と、カメラ81から出力された複数の電気信号のうち1つを第1のA/D変換部82へ供給する第1の入力選択スイッチ84と、カメラ81から出力された複数の電気信号のうち1つを第2のA/D変換部83へ供給する第2の入力選択スイッチ85と、警報部11や輝度比較部37などから供給された信号に基づいて各部を制御するマイコン87とを備える。
【0123】
カメラ81は、図13に示すように、被写体の反射光を3つの光ビームに分割するプリズム91と、プリズム91によって分割された3つの光ビームのうち1つを受光して電気信号を出力する第1の撮像素子92と、プリズム91によって分割された3つの光ビームのうち他の1つを受光して電気信号を出力する第2の撮像素子93と、プリズム91によって分割された3つの光ビームのうち更に他の1つを受光して電気信号を出力する第3の撮像素子94とを備える。
【0124】
第1の撮像素子92は、レンズアレイ21と、近赤外光を透過するフィルタ及び赤色光を透過するフィルタによって構成されたフィルタアレイ95と、CCD23とを備える。
【0125】
フィルタアレイ95は、図14(A)に示すように、赤色光を透過するフィルタRと近赤外光を透過するフィルタNIRとが1ライン毎に交互に配列されたものである。本実施の形態では、図中Oで示す奇数ラインに赤色光を透過するフィルタRが配列され、図中Eで示す偶数ラインに近赤外光を透過するフィルタNIRが配列されている。
【0126】
すなわち、第1の撮像素子92は、カメラ81が被写体を1回撮像すると、赤色光が変換された電気信号(以下、赤色光電気信号という。)と、近赤外光が変換された電気信号(以下、近赤外光電気信号という。)とを出力する。第1の撮像素子92が出力する電気信号は、奇数ラインの電気信号が赤色光電気信号とされ、偶数ラインの電気信号が近赤外光電気信号とされる。また、第1の撮像素子92は、SDTV方式のインターリーブ方式で電気信号を出力する。すなわち、第1の撮像素子92は、奇数ラインの電気信号を全て出力した後に、偶数ラインの電気信号全て出力することで、1フレーム分の電気信号を出力する。したがって、第1の撮像素子92は、赤色光電気信号を全て出力した後に、近赤外光電気信号を全て出力することで、1フレーム分の電気信号を出力する。
【0127】
また、第2の撮像素子93は、レンズアレイ21と、緑色光を透過するフィルタ及び遠赤外光を透過するフィルタによって構成されたフィルタアレイ97と、CCD23とを備える。
【0128】
フィルタアレイ97は、図14(B)に示すように、緑色光を透過するフィルタGと遠赤外光FIRを透過するフィルタとが1ライン毎に交互に配列されたものである。本実施の形態では、図中Oで示す奇数ラインに緑色光Gを透過するフィルタが配列され、図中Eで示す偶数ラインに遠赤外光FIRを透過するフィルタが配列されている。
【0129】
すなわち、第2の撮像素子93は、カメラ81が被写体を1回撮像すると、緑色光が変換された電気信号(以下、緑色光電気信号という。)と、遠赤外光が変換された電気信号(以下、遠赤外光電気信号という。)とを出力する。第2の撮像素子93が出力した電気信号は、奇数ラインの電気信号が緑色光電気信号とされ、偶数ラインの電気信号が遠赤外光電気信号とされる。また、第2の撮像素子93は、SDTV方式のインターリーブ方式で電気信号を出力する。したがって、第2の撮像素子93は、緑色光電気信号を全て出力した後に、遠赤外光電気信号を全て出力することで、1フレーム分の電気信号を出力する。
【0130】
さらに、第3の撮像素子94は、レンズアレイ21と、青色光を透過するフィルタ及び紫外光を透過するフィルタによって構成されたフィルタアレイ99と、CCD23とを備える。
【0131】
フィルタアレイ99は、図14(C)に示すように、青色光を透過するフィルタBと紫外光UVを透過するフィルタとが1ライン毎に交互に配列されたものである。本実施の形態では、図中Oで示す奇数ラインに青色光を透過するフィルタBが配列され、図中Eで示す偶数ラインに紫外光UVを透過するフィルタが配列される。
【0132】
すなわち、第3の撮像素子94は、カメラ81が被写体を1回撮像すると、青色光が変換された電気信号(以下、青色光信号という。)と、紫外光に基づいた電気信号(以下、紫外光電気信号という。)とを出力することができる。第2の撮像素子94が出力した電気信号は、奇数ラインの電気信号が青色光電気信号とされ、偶数ラインの電気信号が紫外光電気信号とされる。また、第3の撮像素子94は、SDTV方式のインターリーブ方式で電気信号を出力する。したがって、第3の撮像素子94は、青色光電気信号を全て出力した後に、紫外光電気信号を全て出力することで、1フレーム分の電気信号を出力する。
【0133】
カメラ81は、赤色光電気信号と、緑色光電気信号と、青色光電気信号とを合成して、図15(A)に示すような可視光電気信号を生成して出力する。また、カメラ81は、図15(B)に示すような近赤外光電気信号と、図15(C)に示すような遠赤外光電気信号と、図15(D)に示すような紫外光電気信号とを出力する。カメラ81が出力した可視光電気信号と、近赤外光電気信号と、遠赤外光電気信号と、紫外光電気信号とは、第1の入力選択スイッチ84及び第2の入力選択スイッチ85へ供給される。
【0134】
第1の入力選択スイッチ84は、マイコン87からの指示に応じてカメラ81と第1のA/D変換部82との接続を変更し、可視光電気信号、近赤外光電気信号、遠赤外光電気信号、及び紫外光電気信号のうち1つを、第1のA/D変換部82へ供給する。
【0135】
第2の入力選択スイッチ85は、マイコン87からの指示に応じてカメラ81と第2のA/D変換部83との接続を変更し、可視光電気信号、近赤外光電気信号、遠赤外光電気信号、及び紫外光電気信号のうち1つを、第2のA/D変換部83へ供給する。
【0136】
第1のA/D変換部82は、第1の入力選択スイッチ84を介してカメラ81から供給された電気信号をA/D変換して、デジタルの画像信号として出力する。
【0137】
第2のA/D変換部83は、第2の入力選択スイッチ85を介してカメラ81から供給された電気信号をA/D変換して、デジタルの画像信号として出力する。
【0138】
マイコン87は、警報部11や輝度比較部6などから供給された信号に基づいて各部を制御する。例えば、マイコン87は、輝度比較部6から供給された信号に基づいてスイッチ35を制御して第1のA/D変換部82及び第2のA/D変換部83と動き検出部8との接続を切り替える。また、マイコン87は、警報部11から供給された動き検出信号に基づいて画像信号メモリ13を制御し、第1のA/D変換部82及び第2のA/D変換部83から供給される画像信号のプリアラーム記録やタイムラプス記録を開始させる。さらに、マイコン87は、画像信号処理部15を制御することによって、モニタ18に表示される画像を制御する。さらにまた、マイコン87は、ユーザからの指定などに応じて、第1の入力選択スイッチ84を切り替えて第1のA/D変換部82へ供給される画像信号を選択し、第2の入力選択スイッチ85を切り替えて第2のA/D変換部83へ供給される画像信号を選択する。
【0139】
つぎに、監視用撮像装置80の動作について説明する。
【0140】
先ず、カメラ81において、プリズム91が入射した光ビームを3分割する。分割された光ビームは、それそれ、第1の撮像素子92〜第3の撮像素子94に備えられた各レンズアレイ21を透過する。
【0141】
第1の撮像素子92では、奇数ラインに位置するフィルタアレイ95は、レンズアレイ21を透過した光のうち赤色光を透過し、偶数ラインに位置するフィルタアレイ95は、レンズアレイ21を透過した光のうち近赤外光を透過する。そして、CCD23は赤色光を赤色光電気信号に変換するとともに、近赤外光を近赤外光電気信号に変換し、出力する。
【0142】
また、第2の撮像素子93では、奇数ラインに位置するフィルタアレイ97が、レンズアレイ21を透過した光のうち緑色光を透過し、偶数ラインに位置するフィルタアレイ97が、レンズアレイ21を透過した光のうち遠赤外光を透過する。そして、CCD23が、緑色光を緑色光電気信号に変換するとともに、遠赤外光を遠赤外光電気信号に変換し、出力する。
【0143】
さらに、第3の撮像素子94では、奇数ラインに位置するフィルタアレイ99がレンズアレイ21を透過した光のうち青色光を透過し、偶数ラインに位置するフィルタアレイ99がレンズアレイ21を透過した光のうち紫外光を透過する。そして、CCD23が青色光を青色光電気信号に変換するとともに、紫外光を紫外光電気信号に変換し、出力する。
【0144】
次に、カメラ81は、赤色光電気信号、緑色光電気信号、及び青色光電気信号から、図15(A)に示すような、可視光電気信号を生成する。そして、カメラ81は、図15(A)〜図15(D)に示すような、可視光電気信号と、近赤外光電気信号と、遠赤外光電気信号と、紫外光電気信号とを、別々に出力する。
【0145】
また、マイコン87の制御に応じて、第1の入力選択スイッチ84及び第2の入力選択スイッチ85が切り替えられる。
【0146】
次に、カメラ81から第1の入力選択スイッチ84を介して第1のA/D変換部82へ所定の電気信号が供給される。また、カメラ81から第2の入力選択スイッチ85を介して第2のA/D変換部83へ、所定の電気信号が供給される。さらに、カメラ81から同期信号生成部3へ、可視光電気信号が供給される。
【0147】
次に、同期信号生成部3は、カメラ81から供給された可視光電気信号から垂直同期信号と水平同期信号とを生成し、各部へ供給する。
【0148】
そして、第1のA/D変換部82及び第2のA/D変換部83は供給された電気信号をA/D変換して画像信号とし、輝度比較部6、画像信号メモリ13、画像信号処理部15に供給する。
【0149】
次に、画像信号メモリ13は、第1のA/D変換部82から供給された画像信号と、第2のA/D変換部83から供給された画像信号とを記録する。
【0150】
また、画像信号処理部15は、Odd処理を行うことにより、第1のA/D変換部82によってA/D変換された画像信号に基づいた画像を得るとともに、Even処理を行うことにより、第2のA/D変換部83によってA/D変換された画像信号に基づいた画像を得る。
【0151】
そして、画像信号処理部15は、マルチ画像処理によりマルチ画像を生成し、D/A変換部17へ供給する。
【0152】
次に、D/A変換部17は、画像信号処理部15から供給されたマルチ画像をD/A変換してアナログのマルチ画像信号とし、モニタ18へ供給する。モニタ18は、D/A変換部17から供給されたマルチ画像を表示する。
【0153】
さらに、輝度比較部6は、第1のA/D変換部82から供給された画像信号の輝度と第2のA/D変換部83から供給された画像信号の輝度とを比較し、比較した結果を示す信号を、マイコン87へ供給する。
【0154】
次に、マイコン87は、輝度比較部6から供給された信号に基づいてスイッチ35を切り替え、第1のA/D変換部82から出力された画像信号と第2のA/D変換部83から供給された画像信号とのうち輝度が高い方を、動き検出部8へ供給する。
【0155】
次に、動き検出部8は、第1のA/D変換部82又は第2のA/D変換部83からスイッチ35を介して供給された画像信号の輝度の変化量を算出し、変化量が所定の量以上であったときには、動き検出信号を生成して、警報部11へ供給する。また、検出メモリ9は、検出した輝度を記録する。
【0156】
そして、警報部11は、動き検出部8から動き検出信号が供給されたときには、警告音を鳴らす。また、動き検出部8から供給された動き検出信号を、マイコン87へ供給する。
【0157】
なお、カメラ81は、SDTV方式、HDTV方式のいずれでも良い。カメラ81がHDTV方式のときには、モニタ18の代わりに、HDTV方式のモニタを備えても良い。
【0160】
【発明の効果】
本発明によれば、奇数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第1の画像信号と、偶数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第2の画像信号とに分離し、分離された第1の画像信号と第2の画像信号の輝度とを検出して比較し、比較した結果により、輝度の高い画像信号における時間方向の輝度の変化量を検出することにより動き検出を行うことが可能となる。したがって、本発明では、撮像されているエリアの明るさに拘わらず、撮像されているエリア内における移動体の動きを、精度良く検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した監視用撮像装置を示すブロック図である。
【図2】同監視用撮像装置に備えられる撮像素子を構成するレンズアレイ、フィルタアレイ、CCDの斜視図である。
【図3】同監視用撮像装置に備えられる撮像素子を構成するフィルタアレイの平面図である。
【図4】同監視用撮像装置に備えられるカメラから出力される電気信号を示す模式図である。
【図5】本発明を適用した他の監視用撮像装置を示すブロック図である。
【図6】同監視用撮像装置に備えられる撮像素子を構成するレンズアレイ、フィルタアレイ、CCDの斜視図である。
【図7】同監視用撮像装置に備えられる撮像素子を構成するフィルタアレイの平面図である。
【図8】同監視用撮像装置に備えられるカメラから出力される電気信号を示す模式図であり、(A)が可視光電気信号を示しており、(B)が赤外光電気信号を示している。
【図9】本発明を適用した更に他の監視用撮像装置を示すブロック図である。
【図10】同監視用撮像装置に備えられるカメラから出力される電気信号を示す模式図である。
【図11】同監視用撮像装置に備えられるカメラからプログレッシブ方式で電気信号が出力されるときに、カメラから出力される電気信号を示す模式図である。
【図12】本発明を適用した更に他の監視用撮像装置を示すブロック図である。
【図13】同監視用撮像装置に備えられるカメラを示す模式図である。
【図14】同カメラに備えられる第1〜第3の撮像素子に備えられた各フィルタアレイの平面図である。
【図15】同監視用撮像装置に備えられるカメラから出力される電気信号を示す模式図であり、(A)が可視光電気信号を示しており、(B)が近赤外光電気信号を示しており、(C)が遠赤外光電気信号を示しており、(D)が紫外光電気信号を示している。
【符号の説明】
1,30,50,80 撮像装置、2,31,51,81 カメラ、3 同期信号生成部、4 A/D変換部、5,52 信号分離部、6 輝度比較部、7 輝度メモリ、8 動き検出部、9 動き検出メモリ 10,35 スイッチ、11 警報部、13 画像信号メモリ、15,36 画像信号処理部、16 処理用メモリ、17 D/A変換部、18 モニタ、19,87 マイコン、21,41 レンズアレイ、22,42,95,97,99 フィルタアレイ、23,43,61 CCD、24,44,62 撮像素子、32,84 第1のA/D変換部、33,85 第2のA/D変換部、53 第1の分離メモリ、54 第2の分離メモリ、82 第1の入力選択スイッチ、83 第2の入力選択スイッチ、91 プリズム、92 第1のCCD、93 第2のCCD、94 第3のCCD、
Claims (3)
- 被写体の第1の波長域の光を透過するフィルタが奇数ラインに並べられており、この被写体の第2の波長域の光を透過するフィルタが偶数ラインに並べられているフィルタアレイと、
上記フィルタアレイの奇数ラインに並べられたフィルタを透過した光を、奇数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換し、上記フィルタアレイの偶数ラインに並べられたフィルタを透過した光を、偶数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換して出力する撮像素子と、
上記撮像素子により出力された電気信号を、奇数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第1の画像信号と、偶数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第2の画像信号とに分離する信号分離部と、
上記信号分離部により分離された第1の画像信号の輝度と第2の画像信号の輝度とを検出して比較する輝度比較部と、
上記輝度比較部の比較結果により、輝度の高い画像信号における時間方向の輝度の変化量を検出することにより、上記被写体の動き検出を行う動き検出部とを備え、
上記第1の波長域の光又は第2の波長域の光のうち一方は可視光であり、他方は赤外光である撮像装置。 - 上記第1の画像信号は奇数フィールドに対応したインタレース方式の画像信号であり、上記第2の画像信号は偶数フィールドに対応したインタレース方式の画像信号である請求項1記載の撮像装置。
- 第1の波長域の光又は第2の波長域の光のうち一方は可視光であり、他方は赤外光であって、被写体の第1の波長域の光を透過するフィルタを透過した光を、撮像素子の奇数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換し、上記被写体の第2の波長域の光を透過するフィルタを透過した光を、上記撮像素子の偶数ラインに並べられた光電変換素子により電気信号に変換して出力し、
上記撮像素子により出力された電気信号を、奇数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第1の画像信号と、偶数ラインに並べられた光電変換素子により変換された第2の画像信号とに分離し、
上記分離された第1の画像信号と第2の画像信号の輝度とを検出して比較し、
上記比較した結果により、輝度の高い画像信号における時間方向の輝度の変化量を検出することにより、上記被写体の動き検出を行う撮像方法。
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