JP6244726B2 - 暗視装置 - Google Patents

Description

この発明は、増幅部を備える暗視装置に関する。

従来、増幅部を備える暗視装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、入射光を増幅する増幅部と、増幅部により増幅された出力光に基づいて画像を撮像する撮像部と、撮像された画像に基づいて、増幅部のゲインを制御する制御手段とを備える画像取得装置（暗視装置）が開示されている。

特開２０１０−９８４２７号公報

上記特許文献１の画像取得装置（暗視装置）では、撮像された画像に基づいて増幅部のゲインを制御して、増幅部の焼き付きをある程度は防止している一方、増幅部の焼き付きをより確実に防止することが望まれている。

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あり、この発明の１つの目的は、増幅部の焼き付きをより確実に防止することが可能な暗視装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の一の局面における暗視装置は、入射光を増幅する増幅部と、増幅部により増幅された出力光に基づいて画像を撮像する撮像部と、増幅部の出力光に基づいて、増幅部のゲートを制御することによって、増幅部に入射する光の増幅のオンオフを制御する制御手段とを備える。

この発明の一の局面による暗視装置では、上記のように、増幅部の出力光に基づいて、増幅部のゲートを制御することによって、増幅部に入射する光の増幅のオンオフを制御する制御手段を設けることによって、増幅部の出力光を直接取得して増幅部のゲートを制御することができるので、増幅部の焼き付きをより確実に防止することができる。

上記一の局面による暗視装置において、好ましくは、制御手段は、増幅部の出力光および撮像部により撮像された画像に基づいて、増幅部および撮像部を一元的に制御するように構成されている。このように構成すれば、増幅部と撮像部とを一元的に制御することにより、増幅部および撮像部の動作を互いに競合させることなく、輝度調整をスムーズに行うことができるので、低照度環境下での感度を向上させることができるとともに、過大光が増幅部に入射した場合でも増幅部が焼き付きなどにより損傷することを防止することができる。また、撮像部により撮像された画像に基づいて増幅部および撮像部を制御することによって、撮像された画像において局所的に輝度が高い部分を検知することができるので、増幅部が焼き付きを起こすのを効果的に防止することができる。

上記一の局面による暗視装置において、好ましくは、増幅部は、出力光の光量モニタ信号を制御手段に出力するように構成されている。このように構成すれば、制御手段が容易に増幅部の出力光を取得することができるので、増幅部の焼き付きを容易に確実に防止することができる。

上記一の局面による暗視装置において、好ましくは、制御手段は、増幅部の出力光に基づいて、増幅部のゲートおよびゲインを制御するように構成されている。このように構成すれば、増幅部のゲートおよびゲインが制御手段により制御されるので、増幅部のゲートを制御して増幅部の焼き付きを容易に防止しつつ、増幅部のゲインを制御して入射光を適切に増幅させることができる。

上記一の局面による暗視装置において、好ましくは、制御手段は、ソフトウェアにより制御を行う信号処理部と、増幅部の制御を行うハードウェアとしての制御回路とを含み、増幅部の出力光量が第１レベル以上の場合、増幅部のゲート制御を、信号処理部によるソフトウェア制御から制御回路によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、増幅部の出力光量が焼き付きを起こすレベルに近づいた場合に、処理の速い制御回路によるハードウェア制御に切り替えられるので、ソフトウェア制御により増幅部のゲート制御を行う場合に比べて、処理速度を速くすることができる。これにより、増幅部が焼き付きを起こさないように迅速に制御して、増幅部の焼き付きを確実に防止することができる。

この場合、好ましくは、制御回路は、増幅部の出力光量が第１レベル以上か否かを判定するとともに、増幅部の出力光量が第１レベル以上の場合、増幅部のゲート制御を、信号処理部によるソフトウェア制御から制御回路によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている。このように構成すれば、増幅部のゲート制御を処理の速い制御回路によるハードウェア制御により切り替えることができるので、ソフトウェア制御により切り替える場合に比べて、切替速度を速くすることができる。これにより、増幅部の焼き付きをより確実に防止することができる。

上記一の局面による暗視装置において、好ましくは、制御手段は、撮像部により撮像された増幅部の出力光に基づく画像の解析結果に基づいて、画像の画素値が局所的に第２レベル以上の場合、画像の画素値が第２レベル未満となるように増幅部のゲートおよびゲインを制御するように構成されている。このように構成すれば、画像における局所的に輝度が高い部分を検知して、増幅部が局所的に焼き付きを起こすことを防止することができる。

上記一の局面による暗視装置において、好ましくは、制御手段は、増幅部のゲートがオフ状態または増幅部の起動時に、増幅部の出力光に基づいて単位時間あたりの増幅部のゲートオン時間を増加させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、増幅部のゲートがオフ状態または増幅部の起動時において、増幅部により増幅される出力光の光量を検知しながら増幅部のゲートオン時間が増加されていくので、増幅部により過大に光が増幅されて、増幅部が焼き付きを起こすのを防止することができる。

この場合、好ましくは、制御手段は、撮像部のフレーム周期に同期したゲート制御信号を増幅部に出力して、増幅部のゲートオン時間の制御を行うように構成されている。このように構成すれば、ゲートをオンにするタイミングと撮像部の撮像するタイミングとを合わせることができるので、増幅部の出力光を撮像部により確実に撮像することができる。

本発明によれば、上記のように、増幅部の焼き付きをより確実に防止することができる。

本発明の一実施形態による暗視装置の全体構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による暗視装置の制御部の構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による暗視装置の増幅部の構成を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による暗視装置のゲートの制御を説明するための図である。 本発明の一実施形態による暗視装置の輝度制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態による暗視装置のゲートオフ状態からの復帰処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による暗視装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、暗視装置１００は、増幅部１と、撮像部２と、制御部３と、光学系４とを備える。なお、制御部３は、本発明の「制御手段」の一例である。

増幅部１は、たとえば、イメージ・インテンシファイアなどを含む。また、増幅部１は、レンズを含む光学系４を介して入射する光を増幅して撮像部２に出力するように構成されている。また、増幅部１は、ゲートを制御することにより、増幅部１に入射する光の増幅のオンオフが制御されるように構成されている。また、増幅部１は、ゲインを制御することにより、入射光に対する出力光の増幅度が調整されるように構成されている。

具体的には、図３に示すように、増幅部１は、ゲイン入力端子１１と、ゲート入力端子１２と、光量モニタ端子１３と、増幅部制御回路１４と、光電面１５と、ＭＣＰ（マイクロチャンネルプレート）１６と、蛍光面１７とを含む。

ゲイン入力端子１１は、制御部３から出力されるゲイン制御信号が入力されるように構成されている。ゲート入力端子１２は、制御部３から出力されるゲート制御信号が入力されるように構成されている。光量モニタ端子１３は、増幅部１により増幅した光の光量に対応する光量モニタ信号を制御部３に出力するように構成されている。

増幅部制御回路１４は、制御部３から出力されるゲイン制御信号に基づいて、増幅部１のゲインを制御するように構成されている。具体的には、増幅部制御回路１４は、光電面１５、ＭＣＰ１６および蛍光面１７の電位を制御して、出力光の増幅度を制御するように構成されている。

また、増幅部制御回路１４は、制御部３から出力されるゲート制御信号に基づいて、増幅部１のゲートを制御するように構成されている。具体的には、増幅部制御回路１４は、光電面１５およびＭＣＰ１６の間に順バイアス状態の電圧を印加することによりゲートをオンに制御するように構成されている。また、増幅部制御回路１４は、光電面１５およびＭＣＰ１６の間に逆バイアス状態の電圧を印加することによりゲートをオフに制御するように構成されている。これにより、過大な光が入射した場合でも、ゲートをオフに制御すれば、入射光に基づく電子はＭＣＰ１６に到達しない。つまり、増幅部１により入射光は増幅されない。

また、増幅部制御回路１４は、蛍光面１７に増倍された電子が到達したことに基づく電気信号を、光量モニタ信号として光量モニタ端子１３を介して制御部３に出力するように構成されている。

光電面１５は、増幅部１の入射光に基づいて光を電子に変換するように構成されている。つまり、光電面１５は、入射光の光量に応じた量の電子をＭＣＰ１６側に出力するように構成されている。

ＭＣＰ１６は、光電面１５から出力される電子の量を増倍するように構成されている。また、ＭＣＰ１６は、増倍した電子を蛍光面１７側に出力するように構成されている。

蛍光面１７は、ＭＣＰ１６から出力される電子を光に変換するように構成されている。つまり、蛍光面１７は、入射する電子の量に応じた光量の光を出力するように構成されている。蛍光面１７から出力された光は、ファイバーオプティックプレート（図示せず）またはリレーレンズ（図示せず）などを介して撮像部２に出力される。

撮像部２は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサまたはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサなどを含む。また、撮像部２は、増幅部１により増幅された出力光に基づいて画像を撮像するように構成されている。また、撮像部２は、ゲインおよび露出時間を含む撮像パラメータが制御されて、撮像する画像の輝度が調整されるように構成されている。

制御部３は、暗視装置１００の各部を制御するように構成されている。また、図２に示すように、制御部３は、ＣＰＵ３１と、増幅光量レベル判定部３２と、画像処理部３３と、ゲート信号発生部３４と、切替回路部３５とを含む。また、ＣＰＵ３１は、メモリ３１１を有する。また、増幅光量レベル判定部３２は、メモリ３２１と、判定部３２２と、ゲート設定算出部３２３とを有する。なお、ＣＰＵ３１は、本発明の「信号処理部」の一例であり、増幅光量レベル判定部３２は、本発明の「制御回路」の一例である。

ここで、本実施形態では、制御部３は、増幅部１の出力光に基づいて、増幅部１のゲートを制御するように構成されている。また、制御部３は、増幅部１の出力光および撮像部２により撮像された画像に基づいて、増幅部１および撮像部２を一元的に制御するように構成されている。具体的には、制御部３は、増幅部１の出力光に基づいて、増幅部１のゲートおよびゲインを制御するように構成されている。具体的には、制御部３は、増幅部１から出力される光量モニタ信号に基づいて、ゲイン制御信号およびゲート制御信号を増幅部１に出力して、増幅部１のゲートおよびゲインを制御するように構成されている。また、制御部３は、増幅部１の出力光および撮像部２により撮像された画像に基づいて、撮像部２のゲインおよび露出時間を制御するように構成されている。

また、制御部３は、増幅部１の出力光量が第１レベル以上の場合、増幅部１のゲートの制御を、ＣＰＵ３１によるソフトウェア制御から増幅光量レベル判定部３２によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている。具体的には、制御部３の増幅光量レベル判定部３２は、増幅部１の出力光量が第１レベル以上か否かを判定する。また、増幅光量レベル判定部３２は、増幅部１の出力光量が第１レベル以上の場合、切替回路部３５を切り替えて、増幅部１のゲートの制御をＣＰＵ３１によるソフトウェア制御から増幅光量レベル判定部３２によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている。なお、第１レベルの出力光量は、たとえば、増幅部１が劣化（焼き付きなど）する恐れがある増幅光量が設定されている。

また、制御部３は、撮像部２により撮像された増幅部１の出力光に基づく画像の解析結果に基づいて、画像の画素値（輝度）が局所的に第２レベル以上の場合に、画像の画素値が第２レベル未満となるように増幅部１のゲートおよびゲインを制御するように構成されている。具体的には、制御部３は、撮像部２により撮像された画像に基づいて、ヒストグラムを算出する。また、制御部３は、算出したヒストグラムに基づいて、画素値が第２レベル以上の画素（領域）があるか否かを判断する。なお、第２レベルの画素値は、たとえば、増幅部１が劣化（焼き付きなど）する恐れがある増幅光量に対応する画素値（輝度）が設定されている。

また、制御部３は、図４に示すように、増幅部１のゲートがオフ状態または増幅部１の起動時に、増幅部１の出力光に基づいて単位時間あたりの増幅部１のゲートオン時間を増加させる制御を行うように構成されている。また、制御部３は、撮像部２のフレーム周期（たとえば、６０Ｈｚ）に同期したゲートの制御信号を増幅部１に出力して、増幅部１のゲートオン時間の制御を行うように構成されている。

具体的には、制御部３は、増幅部１のゲートがオフ状態または増幅部１の起動時に初期値として、図４の（Ａ）に示すように、増幅部１のゲートの最小のゲート幅（パルス幅（秒））およびレート（１秒あたりのゲートオン回数）を設定する。そして、制御部３は、図４の（Ｂ）〜（Ｆ）に示すように、増幅部１の出力光に基づいて、増幅部１のゲートのゲート幅およびレートを増加させる制御を行う。なお、図４の（Ａ）〜（Ｄ）では、増幅部１のゲートのレートを増加させている。また、図４の（Ｄ）〜（Ｆ）では、増幅部１のゲートのゲート幅（パルス幅）を大きくしている。また、撮像部２の撮像期間（フレーム）毎にゲートがオンになれば、各フレームにおいて撮像部２に増幅部１の出力光が入るので、全てのフレームにおいて画像が撮像可能となる。

ＣＰＵ３１は、撮像部２により撮像した画像に基づいて、増幅部１のゲートおよびゲインと、撮像部２のゲインおよび露光時間を制御するように構成されている。具体的には、ＣＰＵ３１は、画像処理部３３により算出された撮像された画像のヒストグラムに基づいて、増幅部１のゲートおよびゲインと、撮像部２のゲインおよび露光時間を制御するように構成されている。また、ＣＰＵ３１は、ヒストグラムに基づいて、増幅部１のゲート設定を算出して、切替回路部３５を介してゲート信号発生部３４にゲート設定を出力するように構成されている。

また、ＣＰＵ３１は、メモリ３１１に格納されているソフトウェアを用いて、増幅部１に出力するゲイン制御信号と、撮像部２に出力する制御信号を生成して、増幅部１および撮像部２を制御するように構成されている。

増幅光量レベル判定部３２は、増幅部１の出力光に基づいて、増幅部１のゲートを制御するように構成されている。具体的には、増幅光量レベル判定部３２のゲート設定算出部３２３は、増幅部１から出力される光量モニタ信号に基づいて、増幅部１のゲート設定を算出して、切替回路部３５を介してゲート信号発生部３４にゲート設定を出力するように構成されている。

また、増幅光量レベル判定部３２は、増幅部１の出力光に基づいて、切替回路部３５を切り替えて、増幅部１のゲートの制御をＣＰＵ３１によるソフトウェア制御または増幅光量レベル判定部３２によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている。具体的には、増幅光量レベル判定部３２の判定部３２２は、増幅部１から出力される光量モニタ信号に基づいて、切替回路部３５を切り替えるように構成されている。

ゲート信号発生部３４は、ＣＰＵ３１または増幅光量レベル判定部３２から出力されるゲート設定に基づいて、増幅部１のゲート制御信号を生成するように構成されている。また、ゲート信号発生部３４は、生成したゲート制御信号を増幅部１に出力するように構成されている。

次に、図５を参照して、本実施形態の暗視装置１００の制御部３による輝度制御処理について説明する。なお、増幅部１を動作させている間は常に輝度制御処理が行われる。また、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理は、制御部３の増幅光量レベル判定部３２により処理される。また、ステップＳ４〜ステップＳ９の処理は、制御部３のＣＰＵ３１により処理される。

ステップＳ１において、制御部３の増幅光量レベル判定部３２により、増幅部１から出力される光量モニタ信号が取得される。また、増幅部１のゲート制御の設定が算出される。ステップＳ２において、取得した光量モニタ信号に基づいて増幅部１の出力光量が第１レベル以上か否かが判断される。第１レベル以上であれば、ステップＳ３に進み、第１レベル未満であれば、切替回路部３５を切り替えて、増幅部１のゲートの制御がＣＰＵ３１によるソフトウェア制御に切り替えられて、ステップＳ５に進む。

ステップＳ３において、設定されたゲート制御信号が増幅部１に出力され、増幅部１の出力光量が第１レベル未満になるように制御される。その後、ステップＳ１に戻る。

ステップＳ４において、制御部３のＣＰＵ３１により、撮像部２により撮像された画像の画像信号が取得される。ステップＳ５において、取得した画像信号に対応する画像のうち画素値（輝度）が第２レベル以上の領域があるか否かが判断される。第２レベル以上の領域があれば、ステップＳ６に進み、第２レベル以上の領域がなければ、ステップＳ８に進む。

ステップＳ６において、第２レベル以上の画素値の領域が第２レベル未満の画素値となるような増幅部１のゲート設定が算出される。ステップＳ７において、設定されたゲート制御信号が増幅部１に出力される。その後、ステップＳ１に戻る。

第２レベル以上の画素値の領域がなければ、ステップＳ８において、画像処理部３３が算出したヒストグラムに基づいて増幅部１のゲートおよびゲインを制御する制御信号と、撮像部２のゲートおよび露光時間を制御する制御信号とが算出される。ステップＳ９において、設定された制御信号が増幅部１および撮像部２にそれぞれ出力される。その後、ステップＳ１に戻る。

次に、図６を参照して、本実施形態の暗視装置１００の制御部３による増幅部ゲートオフ状態からの復帰処理について説明する。なお、増幅部１のゲートがオフ状態または増幅部１の起動時にこの復帰処理が行われる。また、ステップＳ１１〜ステップＳ１６の処理は、制御部３の増幅光量レベル判定部３２により処理される。また、ステップＳ１７〜ステップＳ２３の処理は、制御部３のＣＰＵ３１により処理される。

ステップＳ１１において、制御部３の増幅光量レベル判定部３２により、増幅部１のゲートを常時オフ状態から復帰する場合の初期値として、図４の（Ａ）に示すように、増幅部１の最小のゲート幅（パルス幅（秒））およびレート（１秒あたりのゲートオン回数）が設定される。ステップＳ１２において、設定されたゲート制御信号が増幅部１に出力される。

ステップＳ１３において、増幅部１から出力される光量モニタ信号が取得される。ステップＳ１４において、取得した光量モニタ信号に基づいて増幅部１の出力光量が第１レベル以上か否かが判断される。第１レベル以上であれば、ステップＳ１５に進み、第１レベル未満であれば、切替回路部３５を切り替えて、増幅部１のゲートの制御がＣＰＵ３１によるソフトウェア制御に切り替えられて、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１５において、増幅部１のゲート設定が最小のゲート幅およびレート設定であるか否かが判断される。つまり、ゲート設定が初期値としての設定であるか否かが判断される。最小のゲート幅およびレート設定であればステップＳ１２に戻る。最小のゲート幅およびレート設定でなければ、ステップＳ１６において、ゲート幅またはレートを減らす。その後、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１７において、制御部３のＣＰＵ３１により、ゲート出力に同期した画像の画像信号が取得される。つまり、増幅部１のゲートをオンにしている間に撮像されたフレームの画像が取得される。ステップＳ１８において、取得した画像信号に対応する画像のうち画素値（輝度）が第２レベル以上の領域があるか否かが判断される。第２レベル以上の領域があれば、ステップＳ１９に進み、第２レベル以上の領域がなければ、ステップＳ２１に進む。

ステップＳ１９において、増幅部１のゲート設定が最小のゲート幅およびレート設定であるか否かが判断される。つまり、ゲート設定が初期値としての設定であるか否かが判断される。最小のゲート幅およびレート設定であればステップＳ１２に戻る。最小のゲート幅およびレート設定でなければ、ステップＳ２０において、ゲート幅またはレート設定を減らす。その後、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ２１において、増幅部１のゲート設定が低照度運用設定範囲であるか否かが判断される。つまり、増幅部１の出力光量が小さくて光を増幅する必要があるか否かが判断される。低照度運用設定範囲でなければ、ステップＳ２２において、ゲート幅またはレートを増やす。その後、ステップＳ１２に戻る。低照度運用設定範囲であれば、低照度運用モードに移行する。その後、増幅部ゲートオフ状態からの復帰処理が終了される。

本実施形態では、上記のように、増幅部１の出力光に基づいて、増幅部１のゲートを制御する制御部３を設けることによって、増幅部１の出力光を直接取得して増幅部１のゲートを制御することができるので、増幅部１の焼き付きをより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３を、増幅部１の出力光および撮像部２により撮像された画像に基づいて、増幅部１および撮像部２を一元的に制御するように構成する。これにより、増幅部１と撮像部２とを一元的に制御することによって、増幅部１および撮像部２の動作を互いに競合させることなく、輝度調整をスムーズに行うことができるので、低照度環境下での感度を向上させることができるとともに、過大光が増幅部１に入射した場合でも増幅部１が焼き付きなどにより損傷することを防止することができる。また、撮像部２により撮像された画像に基づいて増幅部１および撮像部２を制御することによって、撮像された画像において局所的に輝度が高い部分を検知することができるので、増幅部１が焼き付きを起こすのを効果的に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、増幅部１を、出力光の光量モニタ信号を制御部３に出力するように構成する。これにより、制御部３が容易に増幅部１の出力光を取得することができるので、増幅部３の焼き付きを容易に確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３を、増幅部１の出力光に基づいて、増幅部１のゲートおよびゲインを制御するように構成する。これにより、増幅部１のゲートおよびゲインが制御部３により制御されるので、増幅部１のゲートを制御して増幅部１の焼き付きを容易に防止しつつ、増幅部１のゲインを制御して入射光を適切に増幅させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３を、増幅部１の出力光量が第１レベル以上の場合、増幅部１のゲートの制御を、ＣＰＵ３１によるソフトウェア制御から増幅光量レベル判定部３２によるハードウェア制御に切り替えるように構成する。これにより、増幅部１の出力光量が焼き付きを起こすレベルに近づいた場合に、処理の速い制御部３によるハードウェア制御に切り替えられるので、ソフトウェア制御により増幅部１のゲートの制御を行う場合に比べて、処理速度を速くすることができる。これにより、増幅部１が焼き付きを起こさないように迅速に制御して、増幅部１の焼き付きを確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、増幅光量レベル判定部３２を、増幅部１の出力光量が第１レベル以上か否かを判定するとともに、増幅部１の出力光量が第１レベル以上の場合、増幅部１のゲートの制御を、ＣＰＵ３１によるソフトウェア制御から増幅光量レベル判定部３２によるハードウェア制御に切り替えるように構成する。これにより、増幅部１のゲートの制御を増幅光量レベル判定部３２による処理の速いハードウェア制御により切り替えることができるので、ソフトウェア制御により切り替える場合に比べて、切替速度を速くすることができる。これにより、増幅部１の焼き付きをより確実に防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３を、撮像部２により撮像された増幅部１の出力光に基づく画像の解析結果に基づいて、画像の画素値（輝度）が局所的に第２レベル以上の場合、画像の画素値が第２レベル未満となるように増幅部１のゲートおよびゲインを制御するように構成する。これにより、画像における局所的に輝度が高い部分を検知して、増幅部１が局所的に焼き付きを起こすことを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３を、増幅部１のゲートがオフ状態または増幅部１の起動時に、増幅部１の出力光に基づいて単位時間あたりの増幅部１のゲートオン時間を増加させる制御を行うように構成する。これにより、増幅部１のゲートがオフ状態または増幅部１の起動時において、増幅部１により増幅される出力光の光量を検知しながら増幅部１のゲートオン時間が増加されていくので、増幅部１により過大に光が増幅されて、増幅部１が焼き付きを起こすのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部３を、撮像部２のフレーム周期に同期したゲートの制御信号を増幅部１に出力して、増幅部１のゲートオン時間の制御を行うように構成する。これにより、ゲートをオンにするタイミングと撮像部２の撮像するタイミングとを合わせることができるので、増幅部１の出力光を撮像部２により確実に撮像することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、増幅部がイメージ・インテンシファイアを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、入射光を増幅することができれば、増幅部がイメージ・インテンシファイア以外であってもよい。

また、上記実施形態では、ＣＰＵ（信号処理部）と増幅光量レベル判定部（制御回路）とが同じ制御部に設けられている構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号処理部と制御回路とは、別個に設けられていてもよい。また、ＣＰＵ（信号処理部）のソフトウェア処理をＦＰＧＡ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ)にて構成する形態として、より高速な処理を実現してもよい。

また、上記実施形態では、増幅部のゲートがオフ状態または増幅部の起動時に、ゲートのレート（１秒あたりのゲートオン回数）を増加させてから、ゲート幅（パルス幅）を増加させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、増幅部のゲートがオフ状態または増幅部の起動時に、たとえば、ゲート幅を増加させてから、ゲートのレートを増加させてもよいし、ゲート幅およびゲートのレートを並行して増加させてもよい。

また、上記実施形態では、制御部（制御手段）が、増幅部のゲートおよびゲインと、撮像部のゲインおよび露光時間とを制御する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御手段が増幅部と撮像部とを一元的に制御すれば、増幅部のゲートおよびゲインと、撮像部のゲインおよび露光時間以外を制御してもよい。たとえば、撮像部の感度や、さらにはメカニカルな絞りを光学系４に配置して、その絞り値を制御してもよい。

また、上記実施形態では、撮像部のフレーム周期が６０Ｈｚである構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像部のフレーム周期は６０Ｈｚ以外であってもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、本発明の制御手段（制御部）の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御手段の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

１ 増幅部
２ 撮像部
３ 制御部（制御手段）
３１ ＣＰＵ（信号処理部）
３２ 増幅光量レベル判定部（制御回路）
１００ 暗視装置

Claims (9)

1. 入射光を増幅する増幅部と、
   前記増幅部により増幅された出力光に基づいて画像を撮像する撮像部と、
   前記増幅部の出力光に基づいて、前記増幅部のゲートを制御することによって、前記増幅部に入射する光の増幅のオンオフを制御する制御手段とを備える、暗視装置。
2. 前記制御手段は、前記増幅部の出力光および前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記増幅部および前記撮像部を一元的に制御するように構成されている、請求項１に記載の暗視装置。
3. 前記増幅部は、出力光の光量モニタ信号を前記制御手段に出力するように構成されている、請求項１または２に記載の暗視装置。
4. 前記制御手段は、前記増幅部の出力光に基づいて、前記増幅部のゲートおよびゲインを制御するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の暗視装置。
5. 前記制御手段は、ソフトウェアにより制御を行う信号処理部と、前記増幅部の制御を行うハードウェアとしての制御回路とを含み、前記増幅部の出力光量が第１レベル以上の場合、前記増幅部のゲート制御を、前記信号処理部によるソフトウェア制御から前記制御回路によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の暗視装置。
6. 前記制御回路は、前記増幅部の出力光量が前記第１レベル以上か否かを判定するとともに、前記増幅部の出力光量が前記第１レベル以上の場合、前記増幅部のゲート制御を、前記信号処理部によるソフトウェア制御から前記制御回路によるハードウェア制御に切り替えるように構成されている、請求項５に記載の暗視装置。
7. 前記制御手段は、前記撮像部により撮像された前記増幅部の出力光に基づく画像の解析結果に基づいて、画像の画素値が局所的に第２レベル以上の場合、画像の画素値が前記第２レベル未満となるように前記増幅部のゲートおよびゲインを制御するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の暗視装置。
8. 前記制御手段は、前記増幅部のゲートがオフ状態または前記増幅部の起動時に、前記増幅部の出力光に基づいて単位時間あたりの前記増幅部のゲートオン時間を増加させる制御を行うように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の暗視装置。
9. 前記制御手段は、前記撮像部のフレーム周期に同期したゲート制御信号を前記増幅部に出力して、前記増幅部のゲートオン時間の制御を行うように構成されている、請求項８に記載の暗視装置。

Images