TW201741755A - 攝影裝置及影像管理系統 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種於夜間等照度較低之狀況下，所照射之光不易被人感知到且可儘可能地拍攝至遠距離並可利用紅外光對目標區域進行照明之攝影裝置及影像管理系統。攝影裝置1具備影像感測器40、使來自目標區域之光於影像感測器40成像之透鏡10、及對目標區域進行照明之發光二極體101。關於發光二極體101之發光光譜之波形，在峰值之5%之發光強度之波長為可見光頻帶之上限(700nm或780nm)以上之範圍，求出影像感測器40之光譜靈敏度特性與上述波形之積的積分值的情形時，以和積分值為最大之位置之上述波形大致整合之方式設定發光二極體101之發光光譜。

Description

攝影裝置及影像管理系統

本發明係關於一種對目標區域進行拍攝之攝影裝置及具備其之影像管理系統，尤其適合於在夜間等照度(illuminance)較低之狀況下對目標區域進行拍攝時使用。

已知有對街道或十字路口等之狀況進行拍攝之監視用之攝影裝置。於此種攝影裝置中，所拍攝之影像例如被用於交通事故之驗證等。於驗證中確認車輛及步行者之狀況或信號機之點亮狀況等。攝影裝置不僅於白天，於日落後之夜間亦對目標區域進行拍攝。

於以下之專利文獻1中揭示有具備紅外光之LED照明之攝影裝置。攝影裝置係當照度感測器判斷監視區域較暗時，使紅外光LED點亮，將紅外光照射至監視區域。又，於專利文獻1中記載有於偵測到入侵者之情形時，使可見光LED亮滅而給予入侵者威懾效果之構成。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-17185號公報

為了更有效地監視目標區域之狀況，攝影裝置較佳為於夜間等照度較低之狀況下，可儘可能地拍攝至遠距離地利用紅外光對目標區域進行照明。於上述專利文獻1中揭示有於偵測到入侵者之情形時使可見光LED亮滅而給予入侵者威懾效果之構成，但並未揭示用以於照度較低之狀況下可拍攝至遠距離地利用紅外光對目標區域進行照明之構成。

又，於將攝影裝置用於監視用之情形時，較佳為照射至目標區域之紅外光儘可能地不會被人感知到。若被感知到紅外光，則會被發現攝影裝置之存在，從而容許通過其他路徑。如此一來，則無法實現攝影裝置之監視目的。

有鑒於該課題，本發明之目的在於提供一種攝影裝置及具備其之影像管理系統，該攝影裝置於夜間等照度較低之狀況下，所照射之光不易被人感知到且可儘可能地拍攝至遠距離利用紅外光對目標區域進行照明。

本發明之第1態樣係關於一種攝影裝置。本態樣之攝影裝置具備影像感測器、使來自目標區域之光於上述影像感測器成像之透鏡、及對上述目標區域進行照明之發光二極體(light-emitting diode)；關於上述發光二極體之發光光譜之波形，在峰值之5%之發光強度之波長為700nm以上之範圍，求出上述影像感測器之光譜靈敏度特性(spectral sensitivity characteristics)與上述波形之積的積分值的情形時，以和上述積分值為最大之 上述波形大致整合之方式設定上述發光二極體之發光光譜。

一般而言，人之可見光頻帶之上限為700nm左右。根據本態樣之攝影裝置，由於係以峰值之5%左右的發光強度之波長至少為700nm以上之方式設定發光二極體之發光光譜，故而即便發光光譜之裙部之部分達到可見光頻帶之上限，該部分之光之強度亦大致為零或變得極其微弱。因此，即便於夜間等照度較低之狀況下將發光二極體點亮，亦幾乎不會產生處於目標區域之人發現來自發光二極體之光的情況。因此，即便是在將攝影裝置用於監視目的時，亦可防止因發光二極體之點亮而導致人感知到此處存在攝影裝置。

又，根據本態樣之攝影裝置，由於係以和影像感測器之光譜靈敏度特性與上述波形之積的積分值為最大之波形大致整合之方式設定發光二極體之發光光譜，故而可於可將影像感測器之靈敏度(感度)提高至最大限之波長頻帶下，自發光二極體將光照射至目標區域。因此，可延長將發光二極體點亮之情形時之攝影裝置之攝影距離。

如此一來，根據本態樣之攝影裝置，於夜間等照度較低之狀況下，不會被注意到發光二極體之點亮，可儘可能地拍攝至遠距離並可利用紅外光對目標區域進行照明。

本發明之第2態樣係關於一種攝影裝置。本態樣之攝影裝置具備影像感測器、使來自目標區域之光於上述影像感測器成像之透鏡、及對上述目標區域進行照明之發光二極體；關於上述發光二極體之發光光譜之波形，在峰值之5%之發光強度之波長為780nm以上之範圍，求出上述影像感測器之光譜靈敏度特性與上述波形之積的積分值的情形時，以和上述 積分值為最大之上述波形大致整合之方式設定上述發光二極體之發光光譜。

根據本態樣之攝影裝置，由於係以峰值之5%左右的發光強度之波長至少為780nm以上之方式設定發光二極體之發光光譜，故而如上所述，於可見光頻帶之上限為700nm之情形時，不存在發光光譜之裙部之部分大致達到可見光頻帶之上限的情況。因此，即便於將攝影裝置用於監視目的之情形時，亦可更徹底地防止因發光二極體之點亮而導致人感知到此處存在攝影裝置。

再者，根據文獻等，亦存在將人之可見光頻帶之上限設為780nm左右的情形。根據本態樣之攝影裝置，即便人之可見光頻帶之上限為780nm左右，由於係以峰值之5%左右的發光強度之波長至少為780nm以上之方式設定發光二極體之發光光譜，故而即便發光光譜之裙部之部分達到可見光頻帶之上限，該部分之光之強度亦大致為零或變得極其微弱。因此，即便於夜間等照度較低之狀況下將發光二極體點亮，亦可防止因發光二極體之點亮而導致人感知到此處存在攝影裝置。

因此，根據本態樣之攝影裝置，於夜間等照度較低之狀況下，不會被進一步注意到發光二極體之點亮，可儘可能地拍攝至遠距離，並可利用紅外光對目標區域進行照明。

於第1及第2態樣之攝影裝置中，上述發光二極體之上述發光光譜之峰值之波長，亦可相對上述積分值為最大之上述波形之峰值波長，包含在±10nm之範圍內。於該情形時，亦可實現與上述大致相同之效果。

於第1及第2態樣之攝影裝置中，上述影像感測器較佳為P型矽基板之CMOS影像感測器。據此，與影像感測器為N型矽基板之CMOS影像感測器之情形時相比，於影像感測器之光譜靈敏度特性之方面，可提高紅外頻帶之靈敏度。藉此，可更大幅地發揮發光二極體之發光光譜之最佳化所帶來之靈敏度提高之效果。因此，於夜間等照度較低之狀況下，不會被注意到發光二極體之點亮，可拍攝至更遠距離，並可利用紅外光對目標區域進行照明。

於第1及第2態樣之攝影裝置中，上述影像感測器較佳為可產生彩色影像之彩色影像感測器。據此，於白天等照度較高之狀況下，可以彩色影像對目標區域進行拍攝，於夜間等照度較低之狀況下，可使用來自發光二極體之紅外光以黑白影像對目標區域進行拍攝。

於該情形時，第1及第2態樣之攝影裝置可設為具備如下之構成：檢測器，其對目標區域之照度進行檢測；濾波器，其將紅外光去除；及切換機構，其使上述濾波器對以上述透鏡擷取至上述影像感測器之光之光路插拔。於該情形時，攝影裝置在以上述檢測器檢測出之上述照度未達既定閾值的情形時，使上述濾波器自上述光路退避，並使上述發光二極體點亮；在以上述檢測器檢測出之上述照度為上述閾值以上的情形時，使上述濾波器插入至上述光路，並使上述發光二極體熄滅。據此，於白天等照度較高之狀況下，可以去除紅外光之影響之高品質之彩色影像對目標區域進行拍攝，於夜間等照度較低之狀況下，可使用來自發光二極體之紅外光以黑白影像對目標區域進行拍攝。

本發明之第3之態樣係關於一種影像管理系統。該態樣之影 像管理系統，具備第1態樣或第2態樣之攝影裝置、及藉由通訊自上述攝影裝置取得藉由上述攝影裝置拍攝得之攝影影像的外部裝置。

根據本態樣之影像管理系統，可實現與藉由上述第1及第2態樣之攝影裝置所產生之效果相同之效果。

如上所述，根據本發明，可提供一種攝影裝置及具備其之影像管理系統，該攝影裝置於夜間等照度較低之狀況下，可儘可能地拍攝至遠距離地利用紅外光對目標區域進行照明。

本發明之效果及意義應可藉由以下所示之實施形態之說明而更加明確。但是，以下所示之實施形態只不過是實施本發明時之一個例示，本發明並不受以下之實施形態所記載之內容任何限定。

1‧‧‧攝影裝置

10‧‧‧透鏡

40‧‧‧影像感測器

50‧‧‧濾波器

51‧‧‧切換機構

101‧‧‧發光二極體

102‧‧‧照度感測器(檢測器)

圖1(a)係顯示實施形態之影像管理系統之外觀構成之圖。圖1(b)係顯示實施形態之攝影影像之一例之圖。圖1(c)係示意性地顯示實施形態之影像記錄裝置之鏡筒前側之構成之圖。

圖2係顯示實施形態之攝影裝置之構成之圖。

圖3係顯示實施形態之CMOS影像感測器之構成之圖。

圖4(a)~(c)係對實施形態之CMOS影像感測器之讀取控制進行說明之圖。

圖5(a)、(b)係示意性地顯示實施形態之切換機構之構成之圖。

圖6係顯示實施形態之濾波器與發光二極體之控制之流程圖。

圖7(a)係顯示比較例及實施例1之影像感測器之光譜靈敏度特性之圖。圖7(b)係顯示配置於實施例1之影像感測器之彩色濾光片之光譜透射率特性之圖。圖7(c)係顯示用以去除實施例1之紅外光的濾波器之光譜透射率特性之圖。圖7(d)係顯示實施例1之發光二極體之發光光譜之圖。

圖8係顯示實施例1之發光二極體之發光光譜之設定方法之圖。

圖9係顯示實施例2之發光二極體之發光光譜之設定方法之圖。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。

圖1(a)係顯示實施形態之影像管理系統之外觀構成之圖。

如圖1(a)所示，影像管理系統具備攝影裝置1與外部裝置2。攝影裝置1為監視攝影機，設置於可對包含信號機之街道或十字路口等進行拍攝之被設置物3。被設置物3例如為建築物等之外壁或屋頂之構造物、電線桿等。攝影裝置1將所拍攝到之影像隨時記錄於內部之記錄媒體。外部裝置2為可攜式個人電腦。此外，外部裝置2亦可為行動電話機、輸入板等其他可攜式資訊終端。

記錄於攝影裝置1之影像適當地被外部裝置2回收。攝影裝置1與外部裝置2，可藉由無線LAN進行通訊。外部裝置2確立無線LAN之通訊路徑，並自攝影裝置1下載影像。攝影裝置1與外部裝置2之間之通訊並不限定於無線LAN，亦可為Bluetooth(註冊商標)(藍芽)等其他通訊 方式。

圖1(b)係顯示藉由攝影裝置1拍攝之攝影影像之一例之圖。此處，將包含信號機4之十字路口5設定為目標區域。為方便起見，於圖1(b)中僅圖示出朝向攝影裝置1之方向之信號機4。藉由攝影裝置1拍攝得之影像被回收至外部裝置2後，例如被用於交通事故之驗證等。於該驗證中，確認經過十字路口5之車輛或步行者之狀況、以及信號機4之點亮狀況。即，確認於事故時信號機4係以紅色、藍色、黃色中之哪一種顏色點亮。

圖1(c)係示意性地顯示攝影裝置1之鏡筒前側之構成之圖。

如圖1(c)所示，攝影裝置1於透鏡10之周圍配置有多個發光二極體101、及用以偵測目標區域之照度之1個照度感測器102。於夜間等照度較低之狀況下，發光二極體101被點亮而照射目標區域。發光二極體101對目標區域照射紅外光。如下所述，發光二極體101係以所照射之紅外光不易被人感知到且可儘可能地拍攝至遠距離並可利用紅外光對目標區域進行照明之方式調整發光光譜。

圖2係顯示攝影裝置1之構成之圖。

攝影裝置1具備透鏡10、光圈20、快門30、影像感測器40、濾波器50、切換機構51、攝影訊號處理電路61、快門驅動電路62、濾波器驅動電路63、光圈驅動電路64、LED驅動電路65、檢測訊號處理電路66、控制部67、記憶部68、通訊部69、及電源電路70。

透鏡10擷取來自目標區域之光，並使目標區域之像於影像 感測器40之受光面成像。光圈20以根據來自目標區域之光之強弱而使適當之光量入射至影像感測器40之方式限制來自外部之光。光圈20藉由光圈驅動電路64調整光闌量。

快門30係液晶快門。快門30例如係具有於被施加電壓之狀態下透射率為最大、當電壓之施加被阻斷時透射率降低之所謂常黑(normaly black)方式之特性的液晶快門。於該情形時，快門30於被施加電壓之狀態下使光透過，於未被施加電壓之狀態下阻斷光。此外，快門30亦可為於未被施加電壓之狀態下透射率為最大、當被施加電壓時透射率降低之所謂常白(normaly white)方式之特性之液晶快門。又，快門30只要可以高速開閉，則進而亦可為其他方式之快門。快門30根據來自快門驅動電路62之驅動訊號切換開閉狀態。

影像感測器40係CMOS影像感測器。影像感測器40係可產生彩色影像之彩色影像感測器。影像感測器40，於與受光面上之各像素對應之位置，分別具有光電二極體(photodiode)。又，影像感測器於與分別接收紅、藍及綠之光之像素對應之位置，配置有用以對紅、藍及綠之光進行過濾之彩色濾光片。影像感測器40，以就每一線進行對光電二極體之電荷之蓄積與輸出之方式藉由攝影訊號處理電路61控制。再者，影像感測器40亦可為黑白影像感測器。

濾波器50從由透鏡10聚光之光將紅外之波長頻帶之光去除。切換機構51使濾波器50對以透鏡10擷取至影像感測器40之光之光路插拔。切換機構51根據來自濾波器驅動電路63之驅動訊號切換濾波器50之插拔。

LED驅動電路65，根據來自控制部67之控制使發光二極體101點亮或熄滅。檢測訊號處理電路66對來自照度感測器102之檢測訊號進行放大及A/D轉換等處理，並將處理後之訊號輸出至控制部67。

控制部67具備CPU(Central Processing Unit)等運算處理電路，並根據保持於記憶部68之程式控制各部。記憶部68保持控制用之程式，此外，亦被用作藉由控制部67進行控制時之工作區域。藉由保持於記憶部68之程式，控制部67控制攝影訊號處理電路61、快門驅動電路62、濾波器驅動電路63、光圈驅動電路64及LED驅動電路65。

通訊部69與圖1(a)所示之外部裝置2進行通訊。電源電路70連接於商用交流電源，調整自商用交流電源供給之電力並供給至攝影裝置1內之各部。

圖3係示意性地顯示影像感測器40之構成之圖。為方便起見，於圖3中示出與9個像素對應之部分之構成，但實際上係於縱向與橫向上與既定之像素數對應地配置有同樣之構成。

影像感測器40於與各像素對應之位置具有光電二極體40a。光電二極體40a，當接收到光時，蓄積與受光光量相應之電荷。經蓄積之電荷藉由放大器40b被轉換成電壓並被放大。當開關40c設為ON時，經放大之電壓就每一線L被傳輸至垂直訊號線40d。經傳輸之電壓藉由配置於各垂直訊號線40d之行電路40e暫時保持。當行選擇開關40f設為ON時，被保持之電壓被輸送至水平訊號線40g。接下來，被輸送至水平訊號線40g之電壓被輸送至攝影訊號處理電路61。如此一來，於影像感測器40中，就每一線L發送電壓訊號。

又，影像感測器40係以就每一線L進行對光電二極體40a之電荷之蓄積之方式被控制。也就是，1條線L上之光電二極體40a於既定之期間被設定為可蓄積電荷之狀態，當經過該期間時，輸出該線L上之各光電二極體40a所產生之電荷。該控制係自最上段之線L朝向最下段之線L依序進行。當線L處於可蓄積電荷之狀態時，若對線L上之光電二極體40a照射光，則與所照射之光之光量對應之電荷被蓄積於該線上之各光電二極體40a。以如上方式蓄積之電荷如上所述般就每一線L被讀取，且被轉換成電壓訊號，並輸出至攝影訊號處理電路61。

以下，將各線被設定為可蓄積電荷之狀態之期間稱為「電荷蓄積期間」。

返回至圖2，攝影訊號處理電路61將影像感測器40上之各線依序設定為電荷蓄積期間，並就每一線進行電荷之讀取。攝影訊號處理電路61，具備A/D轉換電路，將透過水平訊號線40g(參照圖3)自影像感測器40供給之每一線之電壓訊號轉換成數位訊號，並輸出至控制部67。控制部67使自攝影訊號處理電路61供給之數位訊號(圖像訊號)儲存於記憶部68。如此一來，由自攝影訊號處理電路61輸出之總線量(1幀量)之圖像訊號構成1張攝影影像。

圖4(a)~(c)係對影像感測器40之電荷之讀取控制進行說明之圖。圖4(a)係示意性地顯示以普通之速度自各線進行電荷之讀取的情形時之控制(以下，稱為「普通模式」)之圖，圖4(b)係示意性地顯示以高速自各線進行電荷之讀取的情形時之控制(以下，稱為「高速模式」)之圖。又，圖4(c)係示意性地顯示以低速自各線進行電荷之讀取的情形 時之控制(以下，稱為「低速模式」)之圖。

於圖4(a)~(c)之左側，示意性地示出影像感測器40之受光面與各線L。此處，最上段之線L被設為L0，最下段之線被設為Ln。又，於圖4(a)~(c)之右側，示意性地示出對各線之控制時序。

參照圖4(a)，於普通模式下，對最上段之線L0之控制，係於時序t1開始，於時序t2結束。對下一段之線L2之控制，係較時序t1延遲既定時間後開始。如此一來，每當線L變化成下段時，一邊使開始時序逐次延遲既定時間，一邊依序進行對各線之控制。最下段之線Ln之開始時序，成為自時序t1延遲△t後之時序t2。

於最上段之線L0中，自時序t1至時序t2之間蓄積電荷。例如，將時序t1至時序t2之間之整個期間△t設為電荷蓄積期間。針對其他線L，亦同樣地設定電荷蓄積期間。於自時序t1經過期間△t後之時序t2，執行對最上段之線L0之電荷之讀取。

關於第2階段之線L1，於自時序t1延遲既定時間後之時序開始蓄積電荷，於自時序t2延遲既定時間後之時序執行電荷之讀取。如此一來，每當線L變化時，電荷蓄積之開始時序逐次延遲既定時間，電荷讀取之執行時序亦逐次延遲既定時間。對最下段之線Ln之電荷蓄積之開始時序，成為自時序t1延遲△t後之時序t2，電荷讀取之執行時序，成為自時序t2延遲△t後之時序t3。

如上所述，於普通模式下，對最上段之線L0之電荷蓄積之結束時序，成為對最下段之線Ln之電荷蓄積之開始時序。因此，於普通模式下，所有線之電荷蓄積期間不會產生重合之期間。

參照圖4(b)，於高速模式下，對各線L之電荷之讀取速度提高，藉此，線L間之控制開始時序之偏移量與普通模式相比縮短。於圖4(b)之例中，線L間之控制開始時序之偏移量與普通模式相比降低至一半。因此，對最下段之線Ln之控制之開始時序，止於自對最上段之線L0之控制之開始時序t1延遲△t/2。

對各線L之電荷之讀取速度，係藉由將使各線之電荷訊號標本化(A/D轉換)時之位元數較普通模式時之位元數削減而高速化。該處理係基於藉由圖2之控制部67進行之控制並藉由攝影訊號處理電路61而進行。於高速模式下，由於如上所述般標本化位元數被削減，故而與普通模式相比，攝影影像之畫質略微劣化。然而，該劣化，於監視攝影機等用途中，係視認性(visibility)並不存在特別問題之程度者。或者，亦可藉由影像感測器40及攝影訊號處理電路61之改善、高速化而保留同等之標本化位元數。

如上所述，藉由將對影像感測器40之控制模式設定為高速模式，如圖4(b)所示，所有線之電荷蓄積期間產生相互重合之重疊蓄積期間。並且，藉由在該重疊蓄積期間打開快門30進行曝光，而對各線L以相同之時序照射來自目標區域之光，且所有線L上之光電二極體40a以相同之時序及曝光量蓄積電荷。因此，可抑制以高速移動之被拍攝體之攝影影像產生變形。也就是，可抑制旋轉快門(Rolling Shutter)現象，實現使用影像感測器40之全域快門(Global Shutter)功能。

於本實施形態中，影像感測器40之控制模式被設定為高速模式。並且，於重疊蓄積期間打開快門30，將來自目標區域之光引導至影 像感測器40。

再者，亦可藉由將影像感測器40之控制模式設定為低速模式而產生重疊蓄積期間。如圖4(c)所示，於低速模式下，將各線之攝影期間設定為普通模式之2倍、即2△t。於該情形時，快門30亦於重疊蓄積期間被打開。藉此，與高速模式之情形時同樣，亦可抑制以高速移動之被拍攝體之攝影影像產生變形。

圖5(a)、(b)係示意性地顯示切換機構51之構成之圖。

切換機構51具備基底510、移動板520、馬達530及桿540。

基底510，於左右的端部，分別具備剖面為L字狀之2個導件511。2個導件511，以和移動板520之上面及側面相接之方式，分別卡合於移動板520之左右的端部。藉此，移動板520可於長邊方向移動地被支持於基底510。於基底510形成有貫通口512。

移動板520係由薄板狀之構件構成。於移動板520形成有沿長邊方向排列之2個開口521、522。於開口521安裝有圖2所示之濾波器50。為了使光程長度一致，於開口522安裝有玻璃板等透明之板。於圖5(a)之狀態下，開口521位於基底510之貫通口512之位置。於移動板520形成有向右方向突出之凸緣部520a。於該凸緣部520a形成有沿橫向延伸之長孔523。

桿540之一端部固接於馬達530之驅動軸531。當馬達530被驅動時，桿540於圖5(a)、(b)中沿順時針方向或逆時針方向旋轉。於桿540之另一端部之上面形成有銷541，該銷541自凸緣部520a之背面側插入至長孔523。馬達530為步進馬達。

形成於基底510之貫通口512，成為由圖2所示之透鏡10聚光之光之光路。因此，於圖5(a)之狀態下，濾波器50被插入至光路。當驅動馬達530而使桿540沿逆時針方向旋轉時，銷541推壓長孔523而使移動板520滑動。當移動板520滑動至圖5(b)之位置時，開口522位於貫通口512之位置。如此一來，濾波器50偏離光路而將光路打開。

圖2之濾波器驅動電路63，藉由來自控制部67之控制，驅動馬達530，使移動板520位於圖5(a)之位置與圖5(b)之位置之任一者。藉此，使濾波器50相對於由透鏡10聚光之光之光路插拔。

圖6係顯示濾波器50與發光二極體101之控制之流程圖。

當攝影動作開始時，控制部67判定藉由照度感測器102檢測出之照度是否小於既定之閾值(S11)。

於夜間或傍晚等日照較弱而目標區域之照度較低之情形時，步驟S11之判定成為YES。於步驟S11之判定為YES之情形時，控制部67使發光二極體101點亮(S12)，進一步地，控制切換機構51，使濾波器50從由透鏡10聚光之光之光路退避(S13)。

另一方面，於白天等日照較強而目標區域之照度較高之情形時，步驟S11之判定成為NO。於步驟S11之判定為NO之情形時，控制部67使發光二極體101熄滅(S14)，進一步地，控制切換機構51而將濾波器50插入至由透鏡10聚光之光之光路(S15)。控制部67反覆進行步驟S11~S15之處理，直至攝影動作結束為止(S16：YES)。

然而，於本實施形態中，發光二極體101係以照射至目標區域之紅外光不易被人感知到且可儘可能地拍攝至遠距離並可利用紅外光對 目標區域進行照明之方式調整發光光譜。更詳細而言，關於發光二極體101之發光光譜之波形，在峰值之5%之發光強度之波長為人之可見光頻帶之上限以上之範圍，求出影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光二極體101之發光光譜之波形之積的積分值的情形時，以與積分值為最大之位置之波形大致整合之方式設定發光二極體101之發光光譜。

以下，針對發光二極體101之發光光譜之設定例進行說明。

<實施例1>

圖7(a)係顯示比較例及實施例1之影像感測器40之光譜靈敏度特性之圖。

於實施例1中，作為影像感測器40，使用利用P型矽基板之CMOS影像感測器。於圖7(a)中一併示出使用N型矽基板之影像感測器之光譜靈敏度特性作為比較例。如圖7(a)所示，若如實施例1般將P型矽基板用作影像感測器40之基板，則與使用N型之矽基板之情形時(比較例)相比，可提高近紅外頻帶之靈敏度，故而可使靈敏度之波峰向紅外波長頻帶側移動。

圖7(b)係顯示實施例1之配置於影像感測器40之彩色濾光片之光譜透射率特性(spectral transmission characteristic)之圖。圖7(b)中之R、G、B分別表示與接收紅、綠、藍之光之像素對應之彩色濾光片之光譜透射率特性。如圖7(b)所示，各色之彩色濾光片係以於該色之波長頻帶下透射率增高之方式設定。又，各色之彩色濾光片均為當波長超過820nm附近時，將透射率維持為較高。

圖7(c)係顯示實施例1之濾波器50之光譜透射率特性之 例之圖。如圖7(c)所示，濾波器50當波長超過630nm附近時，透射率急遽降低，於波長700nm附近，透射率大致為零。當波長超過700nm附近時，濾波器50之透射率大致維持為零。

圖7(d)係顯示實施例1之發光二極體101之發光光譜之圖。

於圖7(d)中，假定人之可見光頻帶之上限為780nm。於圖7(d)中以A1表示可見光頻帶之上限。於該情形時，發光二極體101之發光光譜，如圖7(d)中實線所示，於峰值之5%之發光強度之波長為人之可見光頻帶之上限A1以上之範圍，使發光光譜之波形沿波長方向(橫軸方向)偏移，並於求出影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光光譜之波形之積的積分值的情形時，以和積分值為最大之位置之波形大致整合之方式設定。此處，如圖7(a)所示，由於影像感測器40之光譜靈敏度之波峰位於650nm附近，故而發光二極體101之發光光譜以和波峰之5%對應之波長與可見光頻帶之上限A1一致之方式設定。於該情形時，發光光譜為波峰之波長，在830nm附近。

再者，如上所述，於影像感測器40為彩色CMOS影像感測器之情形時，例如如圖7(d)所示般設定各色之彩色濾光片之透射率。因此，若如圖7(d)之實線般設定發光二極體101之發光光譜，則於波長短於發光光譜之波峰之短波長側，藍與綠之彩色濾光片之透射率低於最大值。因此，波長短於發光光譜之波峰之短波長側之光經藍與綠之彩色濾光片過濾而會引起不被有效地利用的情況。

為了避免該情況，彩色濾光片之光譜透射率特性較佳為以於 發光二極體101之發光光譜之全波長頻帶下維持為較高之方式進行調整。即，較佳為以圖7(b)所示之範圍W1包含發光二極體101之發光光譜之全波長頻帶之方式將範圍W1之短波長側之交界設定於發光二極體101之發光光譜之下限之波長附近(例如750nm附近)。即便如上所述般設定彩色濾光片之光譜透射率，如圖7(c)所示，由於濾波器50之光譜透射率於700nm附近收斂為零，故而波長長於紅色之波長頻帶之長波長側之近紅外之光亦被濾波器50去除。因此，在白天等照度較高之環境下對目標區域進行拍攝時，可抑制可見光以外之紅外光入射至影像感測器40之各像素。

再者，於並未如上所述般調整彩色濾光片之光譜透射率之情形時、即彩色濾光片之光譜透射率維持為圖7(b)之特性之情形時，只要除影像感測器40之光譜靈敏度特性以外，進一步考慮彩色濾光片之光譜透射率特性而設定發光二極體101之發光光譜即可。即，在峰值之5%之發光強度之波長為人之可見光頻帶之上限以上之範圍，求出影像感測器40之光譜靈敏度特性、發光二極體101之發光光譜之波形及各色之彩色濾光片之光譜透射率特性之積的積分值的情形時，以與積分值為最大之波形大致整合之方式設定發光二極體101之發光光譜即可。該情形時之發光光譜，如圖7(d)之虛線般設定。

再者，由於黑白CMOS影像感測器不包含彩色濾光片，故而於使用黑白CMOS影像感測器作為影像感測器40之情形時，上述限制消失。因此，於使用黑白CMOS影像感測器作為影像感測器40之情形時，只要以與影像感測器40之光譜靈敏度特性之積的積分值為最大之方式設定發光二極體101之發光光譜即可。

圖8係顯示實施例1之發光二極體101之發光光譜之設定方法之圖。

於圖8中，如上所述，S1係可見光頻帶之上限為780nm(上限A1)之情形時之發光二極體101之發光光譜。於該情形時，發光光譜之波峰之波長P1在830nm附近。

於圖8中，S2係可見光頻帶之上限為700nm(上限A2)之情形時之發光二極體101之發光光譜，P2係發光光譜S2為波峰之位置之波長。

於該情形時，發光二極體101之發光光譜亦於峰值之5%之發光強度之波長為人之可見光頻帶之上限A2以上之範圍使發光光譜之波形沿波長方向(橫軸方向)偏移，並於求出影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光光譜之波形之積的積分值的情形時，以與積分值為最大之位置之波形大致整合之方式設定。如圖7(a)所示，由於影像感測器40之光譜靈敏度之波峰處於650nm附近，故而發光二極體101之發光光譜以和波峰之5%對應之波長與可見光頻帶之上限A2一致之方式設定。於該情形時，發光光譜為波峰之波長在750nm附近。

<實施例2>

圖9係顯示實施例2之發光二極體101之發光光譜之設定方法之圖。為方便起見，於圖9中示出圖8所示之實施例1之光譜靈敏度特性與發光光譜S1及波峰之波長P1。

於實施例2中，影像感測器40之光譜靈敏度特性之波峰之位置在880nm附近，與實施例1相比，向長波長側移動。

S3係可見光頻帶之上限為780nm(上限A1)之情形時之發光二極體101之發光光譜。於該情形時，發光二極體101之發光光譜S3，亦於峰值之5%之發光強度之波長為人之可見光頻帶之上限A2以上之範圍，使發光光譜之波形沿波長方向(橫軸方向)偏移，並於求出影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光光譜之波形之積的積分值的情形時，以與積分值為最大之位置之波形大致整合之方式設定。如圖9所示，由於影像感測器40之光譜靈敏度之波峰處於880nm附近，故而以發光光譜成為波峰之波長在880nm附近之方式，設定發光二極體101之發光光譜。於該情形時，發光二極體101之發光光譜於可見光頻帶之上限A1下，發光強度大致成為零。

如上所述，於實施例2中，與實施例1相比，發光二極體101之發光光譜設定於更靠長波長側。於實施例2中，與實施例1相比，影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光光譜之波形之積的積分值增大，故而可進一步提高發光二極體101點亮之情形時之影像感測器40之靈敏度。藉此，與實施例1相比，可進一步延長攝影裝置1之攝影距離。

再者，於人之可見光頻帶之上限為A2之情形時，亦與圖9同樣地設定發光二極體101之發光光譜。於該情形時，發光二極體101之發光光譜亦為於可見光頻帶之上限A2下，發光強度大致成為零。

<實施形態之效果>

根據本實施形態，實現以下之效果。

由於係以峰值之5%左右的發光強度之波長至少為人之可見光頻帶之上限(780nm或700nm)以上之方式設定發光二極體101之發光 光譜，故而即便發光光譜之裙部之部分達到可見光頻帶之上限，該部分之光之強度亦大致為零或變得極其微弱。因此，即便於夜間等照度較低之狀況下點亮發光二極體101，亦幾乎不可能發生位於目標區域之人發現來自發光二極體101之光的情況。因此，即便於將攝影裝置1用於監視目的之情形時，亦可防止因發光二極體101之點亮而導致人感知到此處存在攝影裝置1。

又，由於係以與影像感測器40之光譜靈敏度特性及發光二極體101之發光光譜之波形之積的積分值為最大之波形大致整合之方式設定發光二極體101之發光光譜，故而可於可將影像感測器40之靈敏度提高至最大限之波長頻帶下，自發光二極體101將光照射至目標區域。因此，可延長發光二極體101點亮之情形時之攝影裝置1之攝影距離。

如上所述，根據本實施形態之攝影裝置1，於夜間等照度較低之狀況下，不會被注意到發光二極體101之點亮，可儘可能地拍攝至遠距離，並可利用紅外光對目標區域進行照明。

再者，發光二極體101之發光光譜，於在峰值之5%之發光強度之波長為人之可見光頻帶之上限以上之範圍，求出影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光光譜之波形之積的積分值的情形時，亦可未必與積分值為最大之位置之波形整合，例如，亦可以與自該位置於±10nm之範圍內沿波長軸方向(橫軸方向)偏移後之波形整合之方式設定。於該情形時，即便發光光譜之裙部之部分達到可見光頻帶之上限，該部分之光之強度亦大致為零或變得極其微弱，故而即便於夜間等照度較低之狀況下點亮發光二極體101，亦能抑制位於目標區域之人發現來自發光二極體101之光。又，可於可將影像感測器40之靈敏度提高至最大限附近之波長頻帶下，自發光 二極體101將光照射至目標區域，故而可延長將發光二極體101點亮之情形時之攝影裝置1之攝影距離。

再者，於上述偏移為±20nm之情形時，達到可見光頻帶之上限之發光光譜之裙部之部分的光之強度可略微提高，但於該情形時，該部分之光之強度亦被抑制為不易被人注意到之程度之強度。因此，即便如上所述般設定發光二極體101之發光光譜，來自發光二極體101之光亦不易被位於目標區域之人發現，尤其是於在建築物之外壁或屋頂、電線桿等遠離目標區域之位置，或偏離步行之人之視線之位置等用於監視目的而不易被人注意到之位置設置有攝影裝置1之情形時，裙部之部分的光之強度幾乎不會成為問題，而可達成所期望之目的。

又，由於使用P型矽基板之CMOS影像感測器作為影像感測器40，故而如圖7(a)所示，與影像感測器40為N型矽基板之CMOS影像感測器之情形時相比，可將影像感測器40之光譜靈敏度特性之波峰設定於紅外頻帶之更靠長波長側，如圖9所示，可將影像感測器40之光譜靈敏度特性之波峰進一步設定於長波長側。藉此，可進一步提高影像感測器40之光譜靈敏度特性與發光二極體101之發光光譜之波形之積的積分值之最大值。因此，於夜間等照度較低之狀況下，不會被注意到發光二極體101之點亮，可更進一步拍攝至遠距離，並可利用紅外光對目標區域進行照明。

又，由於影像感測器40係可產生彩色影像之彩色影像感測器，故而於白天等照度較高之狀況下，可以彩色影像對目標區域進行拍攝，於夜間等照度較低之狀況下，可使用來自發光二極體101之紅外光以黑白影像對目標區域進行拍攝。

又，由於為以下之構成，即，在以照度感測器102檢測出之照度未達既定閾值的情形時，使濾波器50自透鏡10之光路退避，並且使發光二極體101點亮，在以照度感測器102檢測出之照度為閾值以上的情形時，將濾波器50插入至透鏡10之光路，並且使發光二極體101熄滅，因此，於白天等照度較高之狀況下，可以利用濾波器50去除紅外光之影響後之高品質之彩色影像對目標區域進行拍攝，於夜間等照度較低之狀況下，可使用來自發光二極體101之紅外光以黑白影像對目標區域進行拍攝。

<變更例>

發光二極體101之發光光譜之波形並不一定要限定於圖7(d)、圖8及圖9所示者，例如亦可為與該等圖所示之波形相比，寬度較窄或寬度較寬之波形。藉由將發光二極體101之發光光譜之波形設為寬幅，可擴大自發光二極體101照射至目標區域之紅外光之波長寬度。藉此，即便對紅外光之反射率會因構成被拍攝體之物質而有所不同，於各物質中反射率較高之波長之光亦容易照射至各物質。因此，即便於夜間等照度較低之狀況下，藉由自照明光源將光照射至目標區域，亦可以較高之對比度取得攝影影像。

又，影像感測器40之光譜靈敏度特性並不一定要限定於圖7(a)、圖8及圖9所示者，亦可為其他特性。又，彩色濾光片之光譜透射率及濾波器50之光譜透射率亦不一定要限定於圖7(b)及圖7(c)所示者，亦可為其他特性。

又，切換機構51之構成亦不一定要限定於圖5(a)、(b)所示之構成，例如亦可為使用齒輪使移動板520移動之構成。又，亦可省略濾波器50。

又，發光二極體101之數量及配置並不一定要限定於圖1(c)所示者，亦可以其他數量及配置將發光二極體101配置於攝影裝置1。

又，於上述實施形態中，攝影裝置1係藉由無線通訊向外部裝置2發訊，但攝影裝置1亦可藉由有線通訊向外部裝置2發訊。或者亦可將攝影影像預先記錄於安裝在攝影裝置1之記憶卡，並將該記憶卡自攝影裝置1卸下後安裝於外部裝置2，藉此將攝影影像擷取至外部裝置2。

又，於上述實施形態中，攝影裝置1係設置於建築物等之外壁或屋頂之構造物、電線桿等，但攝影裝置1之設置場所並不限定於此。例如亦可將攝影裝置1設置於交通標誌，或者亦可使攝影裝置1之構成一體地包含於路燈等。

此外，本發明之實施形態可於申請專利範圍所示之技術性思想之範圍內適當地進行各種變更。

1‧‧‧攝影裝置

10‧‧‧透鏡

20‧‧‧光圈

30‧‧‧快門

40‧‧‧影像感測器

50‧‧‧濾波器

51‧‧‧切換機構

61‧‧‧攝影訊號處理電路

62‧‧‧快門驅動電路

63‧‧‧濾波器驅動電路

64‧‧‧光圈驅動電路

65‧‧‧LED驅動電路

66‧‧‧檢測訊號處理電路

67‧‧‧控制部

68‧‧‧記憶部

69‧‧‧通訊部

70‧‧‧電源電路

101‧‧‧發光二極體

102‧‧‧照度感測器

Claims (7)

1. 一種攝影裝置，其特徵在於具備：影像感測器；透鏡，其使來自目標區域之光於上述影像感測器成像；及發光二極體，其對上述目標區域進行照明；關於上述發光二極體之發光光譜之波形，在峰值之5%之發光強度之波長為700nm以上之範圍，求出上述影像感測器之光譜靈敏度特性與上述波形之積的積分值的情形時，以和上述積分值為最大之上述波形大致整合之方式設定上述發光二極體之發光光譜。
2. 一種攝影裝置，其特徵在於具備：影像感測器；透鏡，其使來自目標區域之光於上述影像感測器成像；及發光二極體，其對上述目標區域進行照明；關於上述發光二極體之發光光譜之波形，在峰值之5%之發光強度之波長為780nm以上之範圍，求出上述影像感測器之光譜靈敏度特性與上述波形之積的積分值的情形時，以和上述積分值成為最大之上述波形大致整合之方式設定上述發光二極體之發光光譜。
3. 如申請專利範圍第1或2項之攝影裝置，其中，上述發光二極體之上述發光光譜之峰值之波長，相對上述積分值為最大之位置之上述波形之峰值波長，包含在±10nm之範圍內。
4. 如申請專利範圍第1或2項之攝影裝置，其中，上述影像感測器係P型矽基板之CMOS影像感測器。
5. 如申請專利範圍第1或2項之攝影裝置，其中，上述影像感測器係可產生彩色影像之彩色影像感測器。
6. 如申請專利範圍第5項之攝影裝置，其具備：檢測器，其對目標區域之照度進行檢測；濾波器，其將紅外光去除；及切換機構，其使上述濾波器對以上述透鏡擷取至上述影像感測器之光之光路插拔；在以上述檢測器檢測出之上述照度未達既定閾值的情形時，使上述濾波器自上述光路退避，並且使上述發光二極體點亮；在以上述檢測器檢測出之上述照度為上述閾值以上的情形時，將上述濾波器插入至上述光路，並且使上述發光二極體熄滅。
7. 一種影像管理系統，其具備：如申請專利範圍第1至6項中任一項之攝影裝置；及外部裝置，其藉由通訊自上述攝影裝置取得藉由上述攝影裝置拍攝得之攝影影像。