JP5902006B2 - 監視カメラ - Google Patents
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Description
その対策として、特許文献1又は特許文献2のような技術が提案されている。
特許文献2は、監視領域の照度を検出する照度センサを設け、カメラで監視領域を撮像したときの画像の輝度の平均値を求めて、輝度値と照度を比較することにより、妨害行為を検出している。
一方、特許文献2は、夜間等にスプレー塗料の吹付け等の妨害行為が行われると、周囲の監視領域も暗くて照度を検出できないので、妨害行為を検出できない。
このように、従来技術では、監視カメラの運用上、比較的発生頻度の高い夜間撮影中にスプレー塗料の吹付けによる妨害行為が行われると、妨害行為を検出できない問題があった。
この発明のその他の目的は、撮像部による監視の妨害行為である、テープの貼付けや布等で覆ったり、スプレー塗料の吹付け等により、遮蔽物が監視カメラに近接又は密着した状態を、昼夜又は監視領域における照明の有無に係わらず確実に検出し得る、監視カメラを提供することである。
撮像部は、所定の監視領域を撮像する。前面パネルは、撮像部の前面に装着され、光を透過可能なものである。発光部は、第1の光ビームを発生して前面パネルに向けて照射する。受光部は、発光部から発生された第1の光ビームが前面パネルに反射した第2の光ビームを受光するとともに、当該第1の光ビームが前面パネルを透過して遮蔽物に反射しかつ前面パネルを透過して得られた第3の光ビームを受光するものであって、第2の光ビームと第3の光ビームを受光し得る位置に配置される。
妨害行為判定手段は、受光部によって検出された第2の光ビームの光量と第3の光ビームの光量を合せた受光量が下限の閾値(実施例では、「第2の閾値」という)以下に減少したことに基づいて、妨害行為のあったことを判定する。
一方、不審者等が、テープ等を前面パネルに密着して貼付けたり、前面パネルにスプレー塗料を吹付ける等の妨害行為を行った場合、遮蔽物(テープ,塗料等)が前面パネルに密着して存在することになる。このとき、前面パネルを透過した第1の光ビームが、テープ,塗料等の遮蔽物に反射して、前面パネルを逆方向に透過して、第3のビームとして受光部によって検出される。
これによって、受光部によって検出される、前面パネルに反射した第2の光ビームの光量と、前面パネルを透過して遮蔽物に反射される第3の光ビームの光量との関係を判別することにより、妨害行為に起因する遮蔽物の有無を判定する。
これによって、前面パネルを布で覆ったり、前面パネルにテープを貼付けるような、遮蔽物を近接させる妨害行為を確実に検出できる。
撮像部は、所定の監視領域を撮像する。前面パネルは、撮像部の前面に装着され、光を透過可能なものである。発光部は、第1の光ビームを発生して前面パネルに向けて照射する。受光部は、発光部から発生された第1の光ビームが前面パネルに反射した第2の光ビームを受光するとともに、当該第1の光ビームが前面パネルを透過して遮蔽物に反射しかつ前面パネルを透過して得られた第3の光ビームを受光するものであって、第2の光ビームと第3の光ビームを受光し得る位置に配置される。
妨害行為判定手段は、受光部によって検出された受光量を所定周期で取得し、取得した受光量と上限の閾値(実施例では「第1の閾値」)に基づいて、第1の妨害行為(例えば、前面パネルを布等で覆ったり、前面パネルにテープ類を密着しない状態に貼付け)のあったことを判定するとともに、取得した受光量と下限の閾値(第2の閾値)に基づいて、第2の妨害行為(例えば、前面パネルにスプレー塗料を吹付けたり、テープ類を密着して貼り付け)のあったことを判定する。
これによって、前面パネルにスプレー塗料を吹付けたりテープ類を密着して貼り付けるような、遮蔽物を密着させる妨害行為を確実に検出できるとともに、前面パネルを布等で覆ったり、前面パネルにテープ類を密着させずに貼付けるような、遮蔽物を近接させる妨害行為も確実に検出できる、監視カメラが得られる。
これによって、スプレー塗料を吹付ける障害物を密着させる妨害行為を確実に検出できるだけでなく、前面パネルを布等で覆ったり、前面パネルにテープ類を密着させずに貼付けるような遮蔽物の近接させる妨害行為も確実に検出できる。
さらに、この発明によれば、監視カメラによる監視の妨害行為である、テープの貼付けや布等で前面パネルの前方を覆ったり、スプレー塗料の吹付け等により、遮蔽物が前面パネルに近接又は密着したことを、昼夜に係わらず確実に検出できる。
監視カメラ10は、人(不審者・不正行為者等)の出入りや行動を常時撮影し、撮影した画像(静止画)又は映像(動画)を監視領域1から離れた場所にある監視室又は監視センターへ送信するものである。
まず、図2(A)及び(B)を参照して、この発明によって妨害行為を検出できる原理を説明する。
本願発明者は、様々な試行錯誤と実験を繰り返した結果、監視カメラ10に含まれるレンズ等の光学系と撮像素子(後述の図5に示す22a,22b)の前面部分に、アクリル板等からなる前面パネル11を配置し、発光部12と受光部13をその内部に配設した構造において、以下に述べる状態を測定することによって、遮蔽物4が前面パネル11(結果として監視カメラ10)に近接している状態と、遮蔽物4が前面パネル11に密着している状態とを区別して検出できることを解明した。
ここで、「遮蔽物4が前面パネル11に近接している状態」とは、図2(A)のように、布又は紙等の遮蔽物4を監視カメラ10に近接させて前方を覆い隠した場合である。換言すると、撮像素子(後述の22b)の撮像可能な監視範囲の大部分を布等で覆うことにより、監視カメラ10で撮影した画像によって不審者を認識することが困難な状態をいう。この近接状態には、テープ類を前面パネル11に軽く貼付けて、テープ類が密着していない状態(一部が若干浮いて空気層を有する状態)も含まれる。
一方、「遮蔽物4が前面パネル11に密着している状態」とは、図2(B)のように、前面パネル11にスプレー塗料を吹付けることにより、塗料が前面パネル11に密着した状態をいう。この密着状態には、テープ類を前面パネル11に強く押し付けて貼ることにより、テープ類が前面パネル11に密着している状態も含まれる。
このとき、反射光B3の光量は、前面パネル11と遮蔽物4との距離の二乗に反比例して増減するので、反射光B3の光量を測定すれば遮蔽物4の近接を検出できる。
ところが、遮蔽物4が前面パネル11から所定距離以上離れている場合(図2(A)の点線で示す4´の位置の場合)や、妨害行為の目的ではない人が監視領域に単に入ったに過ぎない場合は、反射光B3の光量が極めて少ないので、遮蔽物4の近接を検出しない。
(a)遮蔽物4が所定の距離内に存在しない場合において、反射光B1と反射光B2の各光量を合計した受光部13の受光量(又は受光量の平均値)が通常状態の基準値とされる。受光量(又はその平均値)が通常状態の基準値に近い一定範囲内(多少の変動の範囲)である場合は、妨害行為のない通常状態とする。
(b)遮蔽物4が所定の近接距離内に存在する場合において、反射光B1と反射光B2と反射光B3の3つの光量を合計した受光部13の受光量(又はその平均値)が、通常状態の基準値と比較して、通常状態では起こりえない程度に増加したとき(すなわち、上限の閾値を超えたとき)、遮蔽物4の近接(布等による覆い隠し又はテープ類の貼付け等)を検出する。
(c1)反射率の低い黒色スプレーの場合
反射率の低い遮蔽物4(黒色スプレー等)が前面パネル11に密着している場合は、上記(b)の場合に比べて、反射光B1の光量が略同じであるが、反射光B2の光量が大きく減少する。遮蔽物4が黒色等のように反射率の低いものの場合、反射光B3の光量の上昇よりも、反射光B2の光量の減少の方が大きく影響する。
そして、各反射光B1,B2,B3の光量を合計した受光部13の受光量(又はその平均値)が、上記(a)の場合の受光量に比べて通常状態では起こりえない程度に減少したとき(すなわち、下限の閾値を超えたとき)、遮蔽物4の密着状態(スプレー塗料の吹付け)を検出する。
(c2)反射率の高い白色スプレーの場合
反射率の高い遮蔽物4(白色スプレー等)が前面パネル11に密着している場合は、上記(b)の場合に比べて、反射光B1の光量が略同じであるが、反射光B2の光量が大きく減少する。
しかし、遮蔽物4が白色等のように反射率の高いものの場合、上記(c1)とは逆に、反射光B2の光量の減少よりも、反射光B3の光量の上昇の方が大きく影響する。
そして、各反射光B1,B2,B3の光量を合計した受光部13の受光量(又はその平均値)が、通常状態の基準値と比較して、通常状態では起こりえない程度に増加したとき(すなわち、上限の閾値を超えたとき)、遮蔽物4の近接として検出する。
そして、電気処理の構成(図6の妨害行為判定部34)を追加して、反射光B2と反射光B3の変化状態を検出することにより、遮蔽物4が前面パネル11(結果的に監視カメラ10)に近接した状態と密着した状態を区別して検出することができる。
次に、図3(監視カメラ10の外観図),図4(図3のY−Y面で切断した断面図)および図5(前面カバーの拡大断面図)を参照して、監視カメラ10の具体的な構造を説明する。
前面カバー23は、その外周面の一方端面(背面側)がハウジング21の開口部に係合し、他方端面(前面側)に前面パネル11を装着して構成される。前面パネル11は、光を透過可能な透明又は半透明のアクリル板等からなり、前面カバー23の他方端面(前面側)に装着される。
なお、前面パネル11の材質は、アクリルに限らず、屈折率の大きな透過性の材料(ガラス等)を用いてもよい。
ここで、発光部12として赤外光LEDを用いるのは、赤外光が人間に目視できず、撮像部22に写り込み難いためである。しかし、この発明では赤外光に限定されるものではなく、その他の発光源を用いても良いことは勿論である。
ここで、前面パネル11と発光部12,受光部13との間に隙間を設けているのは、空気層を有することによって、発光部12から発せられた赤外光(第1の光ビーム)IRBの一部が前面パネル11の内側面に反射する反射光B1と、前面パネル11の外側面(外表面)に反射する反射光B2を取り出すためである。
また、導光管25(25a,25b)を設けるのは、前面パネル11と発光部12,受光部13とが離れていても、赤外光IRB,反射光B1〜B3を効率よく導光するためである。
なお、前面パネル11と発光部12,受光部13の距離が短い場合、例えば発光部12及び受光部13を前面パネル11の近傍に配置した場合は、各導光管25a,25bを省略しても差し支えない。
回路的には、妨害行為判定部34には、バスを介して画像圧縮回路35及び通信部36が接続される。また、妨害行為判定部34には、駆動回路33を介して発光部12が接続され、A/D変換回路31を介して受光部13が接続される。画像圧縮回路35には、A/D変換回路32を介して撮像部22が接続される。
下限の閾値(第2の閾値)は、通常状態の平均値(基準値)に比べて、妨害行為のない通常状態ではあり得ない程度に低下した値であって、スプレー塗料を前面パネル11に吹付けて実験的に求めた値に選ばれる。
妨害行為判定部34に含まれるCPU34aは、駆動回路33を制御して、発光部12から赤外光を発生させる。CPU34aは、比較的短い所定周期(例えば、200ms〜300msの検出周期)毎に受光部13によって受光された反射光B1,B2,B3を合成した受光量を読み込むために、当該受光量をA/D変換回路31によってA/D変換させて、記憶部34bの対応する記憶領域に順次記憶させる。また、CPU34aは、平均値を求めるのに適した所定回数(又は所定周期よりも長い一定時間、例えば数十秒でも可)毎に受光量の平均値を求め、上限の閾値(第1の閾値)と下限の閾値(第2の閾値)を参照して、妨害行為の有無を判断する。
そして、記憶部34bに記憶された画像データが、通信部36によって送信可能なデータ形式に変換されて、離れた場所の監視装置37へ周期的に送信される。
また、妨害行為判定部34によって判定された妨害行為の検出結果が通信部36を介して送信されると、その結果がモニタ38に表示されるとともに、記録装置39に記録される。
なお、妨害行為判定部34は、監視カメラ10側ではなく、監視装置37側に設けても良い。
次に、図3ないし図8を参照して、図7のフローチャートに沿って監視カメラ10の具体的な動作を説明する。
電源スイッチが投入されると、監視カメラ10に含まれる発光部12,撮像素子22b等の各電子部品に電力が供給されて、監視カメラ10は監視動作を開始する。妨害行為判定部34に含まれるCPU34aは、図7に示すフローチャートの動作を開始する。
すなわち、ステップ(図7では記号「S」と略記する)1において、受光部13の受光量を検出すべき周期になったか否かが判断される。検出周期でない場合は、そのタイミングになるまで待機し、検出タイミングになると次のステップ2へ進む。
これよって、所定周期で受光部13の検出値(センサ検出値)が読込まれて、記憶部34bの対応する記憶領域に順次記憶される。
ステップ3において、受光部13の検出値が所定個数だけ揃ったか否かが判断され、所定個数揃うまでステップ1〜3の動作が繰り返される。この所定個数は、受光量の平均値の算出に適した個数(例えば50回)に選ばれる。なお、所定個数に代えて、所定時間(例えば、所定個数×検出周期)に定めても良い。
そのため、ステップ6において、センサ検出値Aが第1の閾値Bを超えていないことが判断され、ステップ7において、第2の閾値C以下でないことが判断される。この場合、妨害行為が検出されないので、前述のステップ1へ戻り、ステップ1〜7の処理が繰り返して実行される。
なお、センサ検出値Aと第1の閾値Bと第2の閾値Cとの関係は、近接検出およびスプレー検出の動作において、図8(A),(B)を参照して後述する。
次に、図8(A)を参照して、布等で監視カメラを覆い隠す妨害行為があった場合の動作を説明する。
不審者が布等で監視カメラ10を覆い隠すような妨害行為をしようとすると、布等が徐々に監視カメラ10の前に近づけられるので、ステップ1〜7の処理を繰り返して実行している間の或るタイミングにおいて、ステップ4で算出される受光量の平均値(センサ検出値A)が徐々に上昇する。そして、遮蔽物4が所定の近接範囲内まで近づいたときに、センサ検出値Aが第1の閾値Bを超えて上昇することになる。
この場合は、ステップ6において、センサ検出値Aが第1の閾値Bを超えたことが判断されて、ステップ8へ進む。ステップ8において、遮蔽物4の近接による妨害行為のあったことが判定される。
すなわち、センサ検出値Aは、通常状態では基準値(例えば、図8(A)に示すセンサ値1000より若干低い値)の付近で推移しているが、布等の遮蔽物4が監視カメラ10の近接範囲に近づくに従って次第に増大し、近接範囲内になると、第1の閾値Bを超えて、大きな値となる(A≧B)。このように、センサ検出値Aが第1の閾値Bを超えた状態の継続していることに基づいて、CPU34aが近接による妨害行為のあったことを判定する。
この判定結果は、ステップ9において、妨害行為判定部34から通信部36を介して監視装置37へ通報される。モニタ38を監視している監視員は、布等の覆い隠し等による妨害行為を知り、監視カメラ10の設置場所の近くにいる警備員に連絡し、布等の覆い隠しによる妨害行為を排除するための対策(例えば、布等の除去、不審者に退去又は任意同行の要請等)を行ってもらう。
図8(B)を参照して、黒色のスプレー塗料の吹付けを検出する場合の動作を説明する。
不審者が監視カメラ10の監視領域に立ち入っただけでは、センサ検出値Aは第1の閾値を上回ることも第2の閾値を下回ることも無く、通常状態の基準値で推移している。
そのため、ステップ7において、センサ検出値Aが第2の閾値C以下になったことが判断される。次のステップ10において、スプレー塗料の吹付けによる妨害行為のあったことが判定される。この判定結果は、ステップ9において、妨害行為判定部34から通信部36を介して監視装置37に通報され、モニタ38に表示される。
モニタ38を監視している監視員は、スプレー塗料の吹付けによる妨害行為の検出を知り、監視カメラ10の設置場所の近くにいる警備員に連絡し、当該妨害行為を排除するための対策を行わせる。
また、スプレー塗料の色によっては、反射光B3の反射率が異なる場合もある。例えば、塗料の色が白色等の明るい色の場合は反射光B3の反射率が高くなり、塗料の色が黒色等の暗い色の場合は反射光B3の反射率が低くなる。塗料の色によって、反射光B3の反射率が極めて高い場合は、近接検出として妨害行為(スプレー吹付け)を検知することもある。
2:天井
3:照明器具
4:遮蔽物
10:監視カメラ
11:前面パネル
12:発光部
IRB:赤外光(第1の光ビーム)
13:受光部
B1〜B3:反射光(B2:第2の光ビーム、B3:第3の光ビーム)
21:ハウジング
22:撮像部
22a:光学系
22b:撮像素子
23:前面カバー
24:回路基板
25:導光管
31,32:アナログ−ディジタル(A/D)変換回路
33:駆動回路
34:妨害行為判定部
34a:CPU
34b:記憶部
34c:入出力インタフェース
35:画像圧縮回路
36:通信部
37:監視装置
38:モニタ
39:記録装置(ハードディスク・DVD記録再生装置等)
Claims (10)
- 所定の監視領域を撮像する撮像部、
前記撮像部の前面に装着され、光を透過可能な板状の前面パネル、
第1の光ビームを発生して前記前面パネルに向けて照射する発光部、
前記発光部から発生された第1の光ビームが前記前面パネルに反射した第2の光ビームを受光するとともに、当該第1の光ビームが前面パネルを透過して遮蔽物に反射しかつ前面パネルを透過して得られた第3の光ビームを受光するものであって、第2の光ビームと第3の光ビームを受光し得る位置に配置された受光部、および
前記受光部によって検出された第2の光ビームの光量と第3の光ビームの光量を合せた受光量が下限の閾値以下に減少したことに基づいて、妨害行為のあったことを判定する妨害行為判定手段を備えた、監視カメラ。 - 前記第2の光ビームは、前記前面パネルの外表面に反射した外表面反射光ビームであり、
前記受光部は、外表面反射光ビームを受光し得る位置に配置される、請求項1に記載の監視カメラ。 - 前記受光部は、遮蔽物の近接の有無によって、光量が変化する第3の光ビームを受光することにより、第2の光ビームと第3の光ビームを合せた受光量を検出する、請求項1または請求項2に記載の監視カメラ。
- 前記受光部は、遮蔽物の近接の場合と遮蔽物の密着の場合によって、それぞれの受光量を変化する前記第2の光ビームと前記第3の光ビームを合せて受光することにより、第2の光ビームと第3の光ビームを合せた受光量を検出する、請求項1または請求項2に記載の監視カメラ。
- 前記妨害行為判定手段は、第2の光ビームの光量と第3の光ビームの光量を合せた受光量が、前記遮蔽物の近接も密着もしていない通常状態ではあり得ない小さな値である下限の閾値以下になったとき、妨害行為のあったことを判定する、請求項1に記載の監視カメラ。
- 前記妨害行為判定手段は、前記受光部によって検出された受光量が上限の閾値以上に増加したことに基づいて、妨害行為のあったことを判定する、請求項1に記載の監視カメラ。
- 所定の監視領域を撮像する撮像部、
前記撮像部の前面に装着され、光を透過可能な前面パネル、
第1の光ビームを発生して前記前面パネルに向けて照射する発光部、
前記発光部から発生された第1の光ビームが前記前面パネルに反射した第2の光ビームを受光するとともに、当該第1の光ビームが前面パネルを透過して遮蔽物に反射しかつ前面パネルを透過して得られた第3の光ビームを受光するものであって、第2の光ビームと第3の光ビームを受光し得る位置に配置された受光部、および
妨害行為判定手段を備え、
前記妨害行為判定手段は、
前記受光部によって検出された受光量を所定周期で取得し、
前記取得した受光量が上限の閾値を越えたことに基づいて、第1の妨害行為のあったことを判定し、
前記取得した受光量が下限の閾値以下になったことに基づいて、第2の妨害行為のあったことを判定する、監視カメラ。 - 前記妨害行為判定手段は、
前記遮蔽物が前記前面パネルに近接も密着もしていない通常状態ではあり得ない大きな値である前記上限の閾値に基づいて、第1の妨害行為を判定し、
通常状態ではあり得ない小さな値である前記下限の閾値に基づいて、第2の妨害行為を判定することを特徴とする、請求項7に記載の監視カメラ。 - 前記撮像部は、光学系と、光学系を通して撮像された画像を電気信号に変換する撮像素子とを含み、
前記撮像素子によって変換された画像の電気信号を離れた場所の監視制御装置へ送信する通信手段をさらに備え、
前記通信手段は、前記妨害行為判定手段が妨害行為を判定したとき、その結果を監視制御装置へさらに送信する、請求項1または請求項7に記載の監視カメラ。 - 前記発光部及び受光部は、前記前面パネルから前記監視カメラの奥行方向に離れた位置に配置され、
前記発光部及び受光部と前記前面パネルとの間に、第1の光ビームと、第2の光ビーム及び第3の光ビームとを別々に案内するための導光管をさらに備えた、請求項1または請求項7に記載の監視カメラ。
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