JP2012109767A - Imaging apparatus and imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置及び撮像システムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus and an imaging system.
監視カメラによって所定の監視エリアを撮影することにより、監視エリアへの侵入者を検知する監視装置が広く実用化されている。このような監視装置においては、一般的に、監視カメラによって撮影した監視エリアの映像をモニタに表示し、表示された映像を監視者が目視することによって、監視エリアへの侵入者が監視される。また、夜間における監視を行うべく、監視エリアに向けて補助光を照射するための補助光照射器を備えた監視装置も実用化されている。 A monitoring device that detects an intruder into a monitoring area by photographing a predetermined monitoring area with a monitoring camera has been widely put into practical use. In such a monitoring apparatus, generally, an intruder into the monitoring area is monitored by displaying a video of the monitoring area captured by the monitoring camera on the monitor and viewing the displayed video by the monitoring person. . In addition, in order to perform monitoring at night, a monitoring apparatus including an auxiliary light irradiator for irradiating auxiliary light toward a monitoring area has been put into practical use.
下記特許文献1には、補助光として赤外光を照射する照明機器を備えた撮像装置が開示されている。
しかしながら、夜間の監視期間において補助光を常時照射したのでは、消費電力が増大する。また、監視エリア内に何等かの移動物体を検知した場合のみ補助光を照射するという制御も可能ではあるが、移動物体の検知期間内においては補助光が常時照射されるため、消費電力の削減効果は不十分である。 However, if the auxiliary light is always radiated during the night monitoring period, the power consumption increases. In addition, it is possible to control to irradiate auxiliary light only when any moving object is detected in the monitoring area, but the auxiliary light is always radiated during the detection period of the moving object, thus reducing power consumption. The effect is insufficient.
本発明はかかる事情に鑑みて成されたものであり、補助光の照射に伴う消費電力を十分に削減することが可能な撮像装置及び撮像システムを得ることを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to obtain an imaging apparatus and an imaging system capable of sufficiently reducing power consumption associated with irradiation of auxiliary light.
本発明の第1の態様に係る撮像装置は、受光素子を有し、当該受光素子に電荷を蓄積する電荷蓄積期間を周期的に繰り返すことにより、対象物を撮像する撮像部と、発光素子を有し、当該発光素子を点灯させることにより、前記撮像部による撮像のための補助光を照射する照射部と、前記撮像部及び前記照射部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記電荷蓄積期間においては前記発光素子が点灯し、前記電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間においては前記発光素子が消灯するように、前記撮像部及び前記照射部の動作を同期制御することを特徴とするものである。 An imaging apparatus according to a first aspect of the present invention includes a light receiving element, and an imaging unit that captures an object by periodically repeating a charge accumulation period in which charges are accumulated in the light receiving element, and a light emitting element. An illumination unit that emits auxiliary light for imaging by the imaging unit, and a control unit that controls the imaging unit and the irradiation unit by turning on the light emitting element, and the control unit includes: The operations of the imaging unit and the irradiation unit are synchronously controlled so that the light emitting element is turned on during the charge accumulation period and the light emitting element is turned off during at least a part of the period other than the charge accumulation period. It is characterized by.
第1の態様に係る撮像装置によれば、制御部は、受光素子の電荷蓄積期間においては発光素子が点灯し、電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間においては発光素子が消灯するように、撮像部及び照射部の動作を同期制御する。従って、発光素子が常時点灯される場合と比較すると、補助光の照射に伴う消費電力を削減することが可能となる。しかも、電荷蓄積期間でない期間に受光素子に入射された対象物からの反射光は、対象物の画像形成に寄与しないため、電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間において発光素子を消灯する制御を行っても、対象物の画像を支障なく形成することができる。 According to the imaging device according to the first aspect, the control unit turns on the light emitting element during the charge accumulation period of the light receiving element and turns off the light emitting element during at least a part of the period other than the charge accumulation period. The operations of the imaging unit and the irradiation unit are controlled synchronously. Therefore, it is possible to reduce power consumption associated with irradiation of auxiliary light as compared with the case where the light emitting element is always turned on. In addition, since the reflected light from the object incident on the light receiving element during the period other than the charge accumulation period does not contribute to the image formation of the object, the light emitting element is controlled to be turned off at least during a part of the period other than the charge accumulation period. Even if it goes, the image of the object can be formed without hindrance.
本発明の第2の態様に係る撮像装置は、第1の態様に係る撮像装置において特に、前記発光素子の発光強度は、常時点灯される発光素子の発光強度よりも高く設定されていることを特徴とするものである。 In the imaging device according to the second aspect of the present invention, in particular, in the imaging device according to the first aspect, the light emission intensity of the light emitting element is set higher than the light emission intensity of the light emitting element that is always lit. It is a feature.
第2の態様に係る撮像装置によれば、発光素子の発光強度は、常時点灯される発光素子の発光強度よりも高く設定されている。従って、対象物からの反射光の強度が上がり、信号対雑音比を向上することができるため、高画質の撮像画像を得ることが可能となる。しかも、電荷蓄積期間でない期間においては発光素子が消灯されるため、発光素子の発光強度を高く設定することに伴う消費電力の増大を必要最小限に抑制することができる。 According to the imaging device according to the second aspect, the light emission intensity of the light emitting element is set to be higher than the light emission intensity of the light emitting element that is always lit. Therefore, the intensity of the reflected light from the object is increased and the signal-to-noise ratio can be improved, so that a high-quality captured image can be obtained. In addition, since the light-emitting element is turned off during a period other than the charge accumulation period, an increase in power consumption associated with setting the light emission intensity of the light-emitting element to be high can be suppressed to the minimum necessary.
本発明の第3の態様に係る撮像システムは、受光素子を有し、当該受光素子に電荷を蓄積する電荷蓄積期間を周期的に繰り返すことにより、対象物を撮像する撮像装置と、発光素子を有し、当該発光素子を点灯させることにより、前記撮像装置による撮像のための補助光を照射する照射装置と、前記撮像装置及び前記照射装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電荷蓄積期間においては前記発光素子が点灯し、前記電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間においては前記発光素子が消灯するように、前記撮像装置及び前記照射装置の動作を同期制御することを特徴とするものである。 An imaging system according to a third aspect of the present invention includes an imaging device that has a light receiving element and periodically captures a charge accumulation period in which charges are accumulated in the light receiving element, and a light emitting element. And an illumination device that emits auxiliary light for imaging by the imaging device by turning on the light emitting element, and a control device that controls the imaging device and the illumination device. The operations of the imaging device and the irradiation device are synchronously controlled so that the light-emitting element is turned on during the charge accumulation period and the light-emitting element is turned off during at least a part of the period other than the charge accumulation period. It is characterized by.
第3の態様に係る撮像システムによれば、制御装置は、受光素子の電荷蓄積期間においては発光素子が点灯し、電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間においては発光素子が消灯するように、撮像装置及び照射装置の動作を同期制御する。従って、発光素子が常時点灯される場合と比較すると、補助光の照射に伴う消費電力を削減することが可能となる。しかも、電荷蓄積期間でない期間に受光素子に入射された対象物からの反射光は、対象物の画像形成に寄与しないため、電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間において発光素子を消灯する制御を行っても、対象物の画像を支障なく形成することができる。 According to the imaging system of the third aspect, the control device turns on the light emitting element during the charge accumulation period of the light receiving element and turns off the light emitting element during at least a part of the period other than the charge accumulation period. The operations of the imaging device and the irradiation device are controlled synchronously. Therefore, it is possible to reduce power consumption associated with irradiation of auxiliary light as compared with the case where the light emitting element is always turned on. In addition, since the reflected light from the object incident on the light receiving element during the period other than the charge accumulation period does not contribute to the image formation of the object, the light emitting element is controlled to be turned off at least during a part of the period other than the charge accumulation period. Even if it goes, the image of the object can be formed without hindrance.
本発明によれば、補助光の照射に伴う消費電力を十分に削減することが可能な撮像装置及び撮像システムを得ることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to obtain the imaging device and imaging system which can fully reduce the power consumption accompanying irradiation of auxiliary light.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the element which attached | subjected the same code | symbol in different drawing shall show the same or corresponding element.
図1は、本発明の実施の形態に係る監視装置3(撮像装置)の使用状況の一例を示す図である。通信基地局1が山中に設置されており、通信基地局1の周囲はフェンス2で取り囲まれている。この例において、監視装置3は、所定の撮影エリアとして、フェンス2を含む監視エリア4を撮影することにより、フェンス2を乗り越えて通信基地局1へ侵入しようとする侵入者を監視する用途で使用される。なお、図1の例では通信基地局1に一つの監視装置3のみが設置されているが、通信基地局1の周囲を死角無く監視するために、複数の監視装置3が設置されてもよい。
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a usage state of a monitoring device 3 (imaging device) according to an embodiment of the present invention. A
図2は、監視装置3の外観を模式的に示す図である。また、図3は、監視装置3の機能構成を示すブロック図である。図3を参照して、監視装置3は、監視エリア4の画像を撮像するための撮像部12と、撮像部12による撮像のための補助光を照射する照射部13と、撮像部12及び照射部13を制御する制御部14とを備えて構成されている。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the appearance of the
図4は、撮像部12の構成を簡略化して示す図である。撮像部12は、複数のレンズを有する光学系30と、行列状に配列された複数の受光素子を有するCCD等の受光素子部31とを含んで構成されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a simplified configuration of the
撮像の対象物からの反射光L1は、光学系30によって受光素子部31上に導光される。受光素子部31を構成する各受光素子は、反射光L1の受光強度に応じた量の電荷を蓄積し、蓄積した電荷を電流として取り出すことにより電気信号D1を出力する。これにより、対象物の画像が形成される。撮像部12によって撮影された画像は、通信基地局1内又は遠隔地の監視センタ内に設置された液晶ディスプレイ等の表示部32に表示される。
The reflected light L <b> 1 from the object to be imaged is guided onto the light
図3を参照して、照射部13は、LED等の複数の発光素子を備えて構成されており、850nm帯又は940nm帯等の任意の波長帯の赤外光を補助光として照射する。
With reference to FIG. 3, the
図2を参照して、撮像部12のレンズと、照射部13とが、筐体11の前面に取り付けられている。図3に示した制御部14は、筐体11の内部に配置されている。
With reference to FIG. 2, the lens of the
監視装置3は広角カメラを用いて構成されており、この場合、撮像部12は、監視エリア4の全体を撮影可能なように、視野が固定されている。またこの場合、監視エリア4の全体に対して補助光を照射可能なように、照射部13による補助光の照射範囲が固定されている。
The
但し、監視装置3は、パンチルト機能及びズーム機能を搭載したPTZカメラを用いて構成されていてもよい。この場合、変化する撮像部12の撮影範囲に補助光を照射可能なように、照射部13による補助光の照射範囲を、撮像部12の撮影範囲に応じて可変に制御してもよい。
However, the
本実施の形態において、監視装置3は、夜間における通信基地局1への侵入者を監視する用途で使用され、撮像部12は、照射部13から照射された赤外光に対する対象物からの反射光を受光することによって、対象物を撮像する。
In this Embodiment, the
なお、夜間のみならず日中における監視も可能であり、この場合には、撮像部12は、太陽光に対する対象物からの反射光を受光することによって、対象物を撮像する。
It is possible to monitor not only at night but also during the day. In this case, the
図5は、制御部14による撮像部12及び照射部13の同期制御を示すタイミングチャートである。図5の上段には撮像部12の動作を示しており、下段には照射部13の動作を示している。
FIG. 5 is a timing chart showing the synchronous control of the
受光素子部31を構成する各受光素子は、期間P1で示す電荷蓄積期間において、反射光L1の受光強度に応じた量の電荷を蓄積する。また、電荷蓄積期間以外の期間P2においては、各受光素子からの蓄積電荷の取り出しが行われる。期間P1及び期間P2は、画像のフレームレート(例えば30fps)に応じた所定の周期で交互に繰り返される。
Each light receiving element constituting the light receiving
制御部14は、撮像部12の上記動作に同期させて、照射部13が備える発光素子の点灯及び消灯を制御する。具体的には、期間P1においては発光素子が点灯状態となり、期間P2においては発光素子が消灯状態となるように、発光素子の動作タイミングを制御する。
The
例えば、制御部14から照射部13に対してパルス状の駆動信号を入力し、パルスの論理が「1」の期間に発光素子を点灯させ、「0」の期間に発光素子を消灯させることにより、動作タイミングを制御することができる。あるいは、制御部14から照射部13に対して正弦波状の駆動信号を入力し、駆動信号の値が所定の閾値以上となる期間に発光素子を点灯させ、閾値未満となる期間に発光素子を消灯させることにより、動作タイミングを制御することができる。
For example, by inputting a pulse-like drive signal from the
図5を参照して、例えば時刻T1においては、電荷蓄積期間が開始されると同時に、発光素子の点灯が開始されている。また、続く時刻T2においては、電荷蓄積期間が終了されると同時に、発光素子が消灯されている。さらに、続く時刻T3においては、電荷蓄積期間が開始されると同時に、発光素子の点灯が開始されている。 Referring to FIG. 5, for example, at time T <b> 1, lighting of the light emitting element is started simultaneously with the start of the charge accumulation period. At the subsequent time T2, the light emitting element is turned off simultaneously with the end of the charge accumulation period. Further, at the subsequent time T3, the lighting of the light emitting element is started simultaneously with the start of the charge accumulation period.
なお、電荷蓄積期間の開始タイミングと発光素子の点灯開始タイミングとは互いに一致していることが望ましいが、厳密に一致している必要はなく、多少のずれがあっても構わない。同様に、電荷蓄積期間の終了タイミングと発光素子の消灯タイミングとは互いに一致していることが望ましいが、厳密に一致している必要はなく、多少のずれがあっても構わない。 Although it is desirable that the charge accumulation period start timing and the light emitting element lighting start timing coincide with each other, it is not necessary to exactly match, and there may be a slight deviation. Similarly, it is desirable that the charge accumulation period end timing and the light emitting element extinguishing timing coincide with each other, but it is not necessary to exactly coincide with each other, and there may be a slight deviation.
図6は、照射部13における発光素子の発光制御を示すタイミングチャートである。破線で示した特性は、撮像画像に定常的に含まれるノイズレベルZ0を示している。一点鎖線で示した特性は、発光素子を常時点灯させる制御(つまり期間P1のみならず期間P2においても点灯させる制御)を行う場合の赤外光の発光強度Z1を示している。実線で示した特性は、撮像部12の動作に同期させて発光素子を間欠的に点灯させる制御(つまり期間P1において点灯させ期間P2において消灯させる制御)を行う場合の赤外光の発光強度Z2を示している。
FIG. 6 is a timing chart showing the light emission control of the light emitting element in the
発光素子を常時点灯させる制御を行う場合には、照射部13における消費電力及び発熱を抑制する必要があるために、発光強度Z1をある程度低く抑える必要がある。従って、発光強度Z1はノイズレベルZ0に近く設定されるため、信号対雑音比が小さくなる。
In the case of performing control to always turn on the light emitting element, it is necessary to suppress the power consumption and heat generation in the
一方、撮像部12の動作に同期させて発光素子を間欠的に点灯させる制御を行う場合には、発光素子の消灯期間において消費電力等は生じないため、発光強度Z1に比べて発光強度Z2を十分に高く設定することができる。これにより、対象物からの反射光の強度が上がり、信号対雑音比を向上することができるため、高画質の撮像画像を得ることが可能となる。
On the other hand, in the case of performing control to intermittently turn on the light emitting element in synchronization with the operation of the
図7は、監視装置3と同等の機能を備える監視システム10(撮像システム)を示す図である。撮像部12に相当する撮像装置22と、照射部13に相当する照射装置23と、制御部14に相当する制御装置24とが、フレーム21に取り付けられている。撮像装置22は、複数の受光素子を内部に有し、当該受光素子に電荷を蓄積する電荷蓄積期間を周期的に繰り返すことにより、対象物を撮像する。照射装置23は、撮像装置22による撮像のための補助光を照射する。制御装置24は、電荷蓄積期間においては発光素子が点灯し、電荷蓄積期間でない期間においては発光素子が消灯するように、撮像装置22及び照射装置23の動作を同期制御する。このように本発明は、一つの筐体内に全ての機能を集約した単体の装置として構成してもよく、あるいは、複数の機能を複数の装置に分散したシステムとして構成してもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a monitoring system 10 (imaging system) having the same function as the
本実施の形態に係る監視装置3(及び監視システム10)によれば、制御部14は、受光素子の電荷蓄積期間においては発光素子が点灯し、電荷蓄積期間でない期間においては発光素子が消灯するように、撮像部12及び照射部13の動作を同期制御する。従って、発光素子が常時点灯される場合と比較すると、補助光の照射に伴う消費電力を削減することが可能となる。しかも、電荷蓄積期間でない期間に受光素子に入射された対象物からの反射光は、対象物の画像形成に寄与しないため、電荷蓄積期間でない期間において発光素子を消灯する制御を行っても、対象物の画像を支障なく形成することができる。なお、電荷蓄積期間でない期間の全期間において発光素子を消灯するのではなく、電荷蓄積期間でない期間の一部期間において発光素子を消灯するように制御してもよい。
According to the monitoring device 3 (and the monitoring system 10) according to the present embodiment, the
また、発光素子の発光強度Z2は、常時点灯される発光素子の発光強度Z1よりも高く設定されている。従って、対象物からの反射光の強度が上がり、信号対雑音比を向上することができるため、高画質の撮像画像を得ることが可能となる。しかも、電荷蓄積期間でない期間においては発光素子が消灯されるため、発光素子の発光強度を高く設定することに伴う消費電力の増大を必要最小限に抑制することができる。 The light emission intensity Z2 of the light emitting element is set to be higher than the light emission intensity Z1 of the light emitting element that is always lit. Therefore, the intensity of the reflected light from the object is increased and the signal-to-noise ratio can be improved, so that a high-quality captured image can be obtained. In addition, since the light-emitting element is turned off during a period other than the charge accumulation period, an increase in power consumption associated with setting the light emission intensity of the light-emitting element to be high can be suppressed to the minimum necessary.
なお、今回開示された実施の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、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined not by the above-mentioned meaning but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of claims for patent.
3 監視装置
4 監視エリア
10 監視システム
12 撮像部
13 照射部
14 制御部
22 撮像装置
23 照射装置
24 制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (3)
発光素子を有し、当該発光素子を点灯させることにより、前記撮像部による撮像のための補助光を照射する照射部と、
前記撮像部及び前記照射部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記電荷蓄積期間においては前記発光素子が点灯し、前記電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間においては前記発光素子が消灯するように、前記撮像部及び前記照射部の動作を同期制御する、撮像装置。 An imaging unit that has a light receiving element and periodically captures a charge accumulation period for accumulating charges in the light receiving element,
An illuminating unit that has a light emitting element and illuminates auxiliary light for imaging by the imaging unit by turning on the light emitting element;
A control unit for controlling the imaging unit and the irradiation unit;
With
The control unit operates the imaging unit and the irradiation unit so that the light emitting element is turned on during the charge accumulation period, and the light emitting element is turned off during at least a part of the period other than the charge accumulation period. An imaging device that performs synchronous control.
発光素子を有し、当該発光素子を点灯させることにより、前記撮像装置による撮像のための補助光を照射する照射装置と、
前記撮像装置及び前記照射装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記電荷蓄積期間においては前記発光素子が点灯し、前記電荷蓄積期間でない期間の少なくとも一部期間においては前記発光素子が消灯するように、前記撮像装置及び前記照射装置の動作を同期制御する、撮像システム。 An imaging device having a light receiving element and periodically capturing a charge accumulation period for accumulating charges in the light receiving element, and imaging an object;
An irradiation device that has a light emitting element and emits auxiliary light for imaging by the imaging device by turning on the light emitting element;
A control device for controlling the imaging device and the irradiation device;
With
The control device operates the imaging device and the irradiation device so that the light-emitting element is turned on during the charge accumulation period, and the light-emitting element is turned off during at least a part of the period other than the charge accumulation period. An imaging system that performs synchronous control.
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