JP2018022980A - 監視カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】監視カメラ内の温度や監視カメラの周囲の温度が変化した場合であっても、良好な撮像を得ることが可能な監視カメラを実現する。【解決手段】監視カメラ（１）は、出射光（Ｌ１）を照射するＬＥＤ照明（５）と、ＬＥＤ照明（５）と向かい合うように配置され、特定波長の出射光（Ｌ１）のみを透過光（Ｌ２）に変換するフィルターと、透過光（Ｌ２）が被写体（６）にて反射された反射光（Ｌ３）を光電変換する撮像センサー（２）とを備え、ＬＥＤ照明（５）は、撮像センサー（２）の感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように、複数のＬＥＤ（５１〜５３）を備え、透過光（Ｌ２）の分光特性におけるピーク波長は、撮像センサー（２）の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、光源を有する監視カメラに関する。

監視カメラは光源を有することによって、より鮮明で良好な撮像を可能にしている。特に夜間の撮影は、被写体を照射する光の光量が不足するため、赤外ＬＥＤ等を照射させて撮影することが多い。しかし、昼間での太陽光下の撮影と、夜間での赤外ＬＥＤ等を用いた撮影とでは、被写体を照射する光の波長が異なるため、良好な映像を撮影するためには、昼間と夜間とで監視カメラの設定を変更する必要がある。

これに対し、特許文献１に開示されている技術では、監視カメラの動作として、昼間は赤外カットフィルターを用いて撮影を行い、夜間は赤外カットフィルターを用いずに撮影を行う。具体的には、赤外光をカットする赤外カットフィルターと、赤外カットフィルターを撮像光学系の光路中に挿脱する挿脱手段と、撮像手段とは異なる部位に設けられ、被写体の明度を検出するための明度検知手段と、挿脱手段の挿脱を制御する制御手段とを設け、制御手段は、明度検知手段の明度情報と赤外カットフィルターを撮像光学系の光路中に挿入していない状態で得られる撮像手段の明度検出範囲に相当する領域の明度情報の差分と、予め決められた切り替え判定閾値に基づいて挿脱手段を制御する。

これにより、特許文献１に開示されている技術では、撮像光学系とは異なる部位に設けられ、その検出範囲が固定である明度検知手段を用いても、また撮像光学系の撮像範囲が大きく変化しても、安定して赤外カットフィルターの挿抜による少なくとも２つの撮影モードの切替えを行うことができる。

特許文献２に開示されている技術では、互いに重ならない波長帯域をそれぞれ通過帯域とする複数の照射用赤外線バンドパスフィルターのいずれかを選択することにより、照射する赤外光の波長帯域を選択し、互いに重ならない波長帯域をそれぞれ通過帯域とする複数の撮影用赤外線バンドパスフィルターのいずれかを選択することにより、撮影する反射光の波長帯域を選択する。また、照射用赤外線バンドパスフィルターと撮影用赤外線バンドパスフィルターは、互いに同一の波長帯域のものが選択されるようにし、対向車とは異なる波長帯域を選択する。

これにより、特許文献２に開示されている技術では、精密な制御をすることなく、対向車からの赤外光の照射によるカメラのハレーションを防ぐことができる。

さらに、特許文献３に開示されている技術では、照明手段によって対象物を照明し、投影手段によってこの対象物に所定形状の像を投影し、この投影像を目視観察しながら対象物との位置関係を調整することで対象物上の所定領域の設定やピント調整を行うことができる。対象物を反射した光のうち投影像の波長帯域以外の波長帯域の光を波長選択素子で選択（入射または反射）し、この選択した光によって形成される像を撮像手段で撮像する。

これにより、特許文献３に開示されている技術では、表示装置を用いることなく対象物の所定領域の設定およびピント調整を行い、対象物の撮像および検査等を行うことができる。

特許第５０１４４７４号公報（２０１２年８月２９日発行） 特許第４０３３００８号公報（２００８年１月１６日発行） 特許第３５１６００６号公報（２００４年４月５日発行）

しかしながら、特許文献１〜３の技術では、カメラ内の温度変化やカメラの周囲の温度変化によって光源の波長のずれが発生し、撮像センサーの分光感度特性のピーク感度波長と光源から照射される光の分光特性のピーク波長とが一致しなくなり、良好な撮像が得られなくなるという問題がある。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、監視カメラ内の温度や監視カメラの周囲の温度が変化した場合であっても、良好な撮像を得ることが可能な監視カメラを実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る監視カメラは、出射光を照射するＬＥＤ照明と、前記ＬＥＤ照明と向かい合うように配置され、特定波長の前記出射光のみを透過光に変換するフィルターと、前記透過光が被写体にて反射された反射光を光電変換する撮像センサーとを備え、前記ＬＥＤ照明は、前記撮像センサーの感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように、複数のＬＥＤを備え、前記透過光の分光特性におけるピーク波長は、前記撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長と同一であることを特徴とする。

上記の課題を解決するために、本発明の他の態様に係る監視カメラは、出射光を照射するＬＥＤ照明と、前記出射光が被写体にて反射された反射光が入射し、前記反射光を光電変換する撮像センサーと、前記撮像センサーの感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように前記ＬＥＤ照明に備えられた複数のＬＥＤを選択して動作させる制御部とを備え、前記ＬＥＤ照明は、前記複数のＬＥＤそれぞれの温度を測定する複数の温度センサーを備え、前記制御部は、前記複数の温度センサーにより測定された温度に基づいて、前記複数のＬＥＤのうち、前記撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長に最も近い波長の光を有するＬＥＤである第１ＬＥＤのみを選択して動作させることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、監視カメラ内の温度や監視カメラの周囲の温度が変化した場合であっても、良好な撮像を得ることが可能な監視カメラを実現するという効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る監視カメラの構造を示すブロック図である。 温度とＬＥＤ群の１つのＬＥＤの波長との関係を示す特性図である。 （ａ）は監視カメラ内の温度変化前における撮影センサーの分光感度特性を示す特性図であり、（ｂ）は監視カメラ内の温度変化前における１つのＬＥＤ群から照射される光の分光特性を示す特性図である。 （ａ）は監視カメラ内の温度変化後における撮影センサーの分光感度特性を示す特性図であり、（ｂ）は監視カメラ内の温度変化後における１つのＬＥＤ群から照射される光の分光特性を示す特性図である。 （ａ）は撮影センサーの分光感度特性を示す特性図であり、（ｂ）は光透過フィルターの分光透過特性を示す特性図であり、（ｃ）は３つのＬＥＤ群から照射される光の分光特性を示す特性図である。 温度と３つのＬＥＤ群それぞれから１つずつ選択された３つのＬＥＤの波長との関係を示す特性図である。 （ａ）は本発明の実施形態２に係る監視カメラの構造を示すブロック図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＬＥＤ照明の拡大図である。 （ａ）は撮影センサーの分光感度特性を示す特性図であり、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれＬＥＤ群から照射される光の分光特性を示す特性図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。監視カメラはＬＥＤ照明を用いて被写体を撮影するものが多い。本願発明の監視カメラは、光源としてＬＥＤ照明を用いて被写体を撮影するものである。

（監視カメラ１の概略構成）
まず、本発明の実施形態１に係る監視カメラ１の概略構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る監視カメラ１の構造を示すブロック図である。

図１に示すように、監視カメラ１は、撮像センサー２、光透過フィルター３（フィルター）、電源４、およびＬＥＤ照明５を備えている。

撮像センサー２はオンチップカラーフィルター２１を備えており、透過光Ｌ２が被写体６にて反射された反射光Ｌ３が入射し、反射光Ｌ３を光電変換する。撮像センサー２は透過光Ｌ２が被写体６にて反射された反射光Ｌ３を光電変換することで、監視カメラ１が撮影する被写体６の様子を画像として取り込む。撮像センサー２は電源４と接続されており、電源４から、撮像センサー２の動作に必要な電力が供給されている。

オンチップカラーフィルター２１は、撮像センサー２において、撮像センサー２が反射光Ｌ３を受光する側に設けられている。また、オンチップカラーフィルター２１は透過光Ｌ２が被写体６にて反射された反射光Ｌ３を透過させ、撮像センサー２がその透過した反射光Ｌ３を光電変換する。オンチップカラーフィルター２１は透過光Ｌ２が被写体６にて反射された反射光Ｌ３を透過させることで、オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性に応じた特定波長の光のみを透過させる。オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性における透過率ピーク波長は、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になっているため、オンチップカラーフィルター２１を透過した反射光Ｌ３の分光特性におけるピーク波長は、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になる。これにより、撮像センサー２は、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一の波長の光を有する反射光Ｌ３を受光するため、監視カメラ１は良好な撮像を得ることができる。

光透過フィルター３はＬＥＤ照明５から照射される出射光Ｌ１の特定波長のみを透過させて、出射光Ｌ１を透過光Ｌ２に変換する。光透過フィルター３はＬＥＤ照明５と向かい合うように配置されている。具体的には、光透過フィルター３は、ＬＥＤ照明５が出射光Ｌ１を照射する方向を覆うように設けられている。また、光透過フィルター３とＬＥＤ照明５とは、互いが接触していてもよいし、離れていてもよい。光透過フィルター３はＬＥＤ照明５から照射される出射光Ｌ１を透過させることで、光透過フィルター３の分光透過特性に応じた特定波長の光のみを透過させる。つまり、透過光Ｌ２の分光特性におけるピーク波長は、光透過フィルター３の分光透過特性における透過率ピーク波長と同一になる。また、光透過フィルター３の分光透過特性における透過率ピーク波長と、オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性における透過率ピーク波長とは同一である。なお、オンチップカラーフィルター２１が可視光のみではなく、赤外線の特定分光に対応している場合も同様に、光透過フィルター３の分光透過特性における透過率ピーク波長は、オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性における透過率ピーク波長と同一である。よって、光透過フィルター３を透過した透過光Ｌ２の分光特性におけるピーク波長は撮像センサー２のオンチップカラーフィルター２１の分光透過特性における透過率ピーク波長と同一である。また、オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性における透過率ピーク波長は、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になっているため、透過光Ｌ２の分光特性におけるピーク波長は撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一である。

電源４は、撮像センサー２とＬＥＤ照明５とが動作するのに必要な電力を、撮像センサー２とＬＥＤ照明５とに供給している。また、電源４は撮像センサー２およびＬＥＤ照明５のＬＥＤ群５１〜５３（ＬＥＤ）と接続されている。

ＬＥＤ照明５は出射光Ｌ１を照射する。また、ＬＥＤ照明５はＬＥＤ群５１〜５３を備えている。ＬＥＤ照明５は撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一のピーク波長を有するＬＥＤ群５２と、そのピーク波長よりわずかにずれた（そのピーク波長よりわずかに短いまたは長い）ピーク波長を有するＬＥＤ群５１、５３とを合わせて形成される。よって、撮像センサー２の感度波長より長い波長から、撮像センサー２の感度波長より短い波長までの波長領域に対して連続的に別々のピーク波長を有する複数のＬＥＤ群５１〜５３がＬＥＤ照明５に実装される。ここでは、ＬＥＤ照明５がＬＥＤ群を３つ備えている構成になっているが、ＬＥＤ照明５はＬＥＤ群を４つ以上備えていてもよい。ＬＥＤ群５１〜５３は、照射される出射光Ｌ１の波長が撮像センサー２の感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有する。ＬＥＤ照明５が出射光Ｌ１を照射するとき、ＬＥＤ群５１〜５３の全てを発光させる。これにより、それぞれ別々のピーク波長を有するＬＥＤ群５１〜５３を全て発光させることで、ＬＥＤ照明５は撮像センサー２の感度波長領域よりも広い波長領域に対応するように、出射光Ｌ１のピーク波長を連続的に分布させることができる。

つまり、監視カメラ１の周辺の温度が変化したり、監視カメラ１の発熱によりＬＥＤ群５１〜５３の温度が変化したりすることで、ＬＥＤ群５１〜５３が発光する光の波長がシフトした場合でも、ＬＥＤ群５１〜５３のうち、いずれか１つのＬＥＤ群が撮像センサー２の感度波長領域に対応したピーク波長の光を発生させることになる。そして、ＬＥＤ群５１〜５３から発生した様々な波長を有する出射光Ｌ１（撮像センサー２の感度波長領域に対応したピーク波長を含む光）は光透過フィルター３を透過して被写体６に照射される。このため、被写体６を照射する出射光Ｌ１は撮像センサー２の分光感度特性に対応する光になる。

以上により、ＬＥＤ照明５は光透過フィルター３を介して、常に被写体６に、撮像センサー２の分光感度特性に対して最適な波長の可視光または赤外線を照射することができる。よって、監視カメラ１は常に安定した波長を有するＬＥＤ照明５を用いて、撮影を行うことができる。

ＬＥＤ照明５が、複数のＬＥＤ群５１〜５３を備える理由について、以下に説明する。

ＬＥＤ照明５は、ＬＥＤ照明５が備えるＬＥＤに対応したピーク波長を有し、そのＬＥＤの種類により様々な分光特性を有するように光を照射する。また、撮像センサー２には分光感度特性があり、この分光感度特性の設定が監視カメラ１の色再現性の性能に大きく影響する。つまり、撮像センサー２の分光感度特性とＬＥＤ照明５から照射される光の分光特性とが最適に調整された場合に、監視カメラ１は良好な色再現性と感度性能とを得ることができる。具体的には、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と、ＬＥＤ照明５から照射される光の分光特性におけるピーク波長とが同一になるようにする。

図２に示すように、ＬＥＤ群から照射される光の分光特性には温度依存性があり、監視カメラ１の周囲の温度の変化によってＬＥＤ群が発光する光の波長にずれが発生する。言い換えると、監視カメラ１内の温度が変化すると、ＬＥＤ群が発光する光の波長も変化する。図２は、温度とＬＥＤ群の１つのＬＥＤの波長との関係を示す特性図である。例えば、図２に示すように、監視カメラ１内の温度がＴ１のとき、ＬＥＤ群の１つのＬＥＤが発光する光の波長はλ１になる。また、監視カメラ１内の温度がＴ２のとき、ＬＥＤ群の１つのＬＥＤが発光する光の波長はλ２になる。監視カメラ１内の温度がＴ３のとき、ＬＥＤ群の１つのＬＥＤが発光する光の波長はλ３になる。監視カメラ１内の温度は、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順に高くなっていく。波長は、λ１、λ２、λ３の順に長くなっていく。つまり、監視カメラ１内の温度が高くなっていくほど、ＬＥＤ群の１つのＬＥＤが発光する光の波長は長くなっていく。

図３の（ａ）は監視カメラ１内の温度変化前における撮影センサー２の分光感度特性を示す特性図であり、図３の（ｂ）は監視カメラ１内の温度変化前における１つのＬＥＤ群から照射される光の分光特性を示す特性図である。また、図４の（ａ）は監視カメラ１内の温度変化後における撮影センサー２の分光感度特性を示す特性図であり、図４の（ｂ）は監視カメラ１内の温度変化後における１つのＬＥＤ群から照射される光の分光特性を示す特性図である。図３の（ａ）および図４の（ａ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は量子効率（％）である。図３の（ｂ）および図４の（ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は放射強度（ｗ／ｓｒ）である。

図３および図４に示すように、監視カメラ１内の温度変化によるＬＥＤ群から照射される光の分光特性のずれは、撮像センサー２の分光感度特性とＬＥＤ照明５から照射される光の分光特性とが最適に調整された監視カメラ１の設定からずれを生じさせる。また、監視カメラ１内の温度が変化する前と、監視カメラ１内の温度が変化した後とを比較すると、撮像センサー２のピーク感度波長は変化しないが、ＬＥＤ群のピーク波長は変化する。つまり、監視カメラ１内の温度が変化すると、ＬＥＤ群のピーク波長がシフトし、ＬＥＤ群のピーク波長は撮像センサー２に対する最適なピーク感度波長からずれる。

図３の（ａ）および図４の（ａ）に示すように、監視カメラ１内の温度が変化する前と、監視カメラ１内の温度が変化した後とを比較したとき、撮像センサー２のピーク感度波長はα、β、γから変化しない。しかし、図３の（ｂ）および図４の（ｂ）に示すように、監視カメラ１内の温度が変化する前では、ＬＥＤ群のピーク波長がα１１、β１１、γ１１になっているのに対し、監視カメラ１内の温度が変化した後では、ＬＥＤ群のピーク波長がα１２、β１２、γ１２になっている。波長はα１１よりα１２の方が長く、β１１よりβ１２の方が長く、γ１１よりγ１２の方が長い。

したがって、ＬＥＤ群が１つしかない場合では、監視カメラ１内の温度が変化したとき、そのＬＥＤ群が発光する光の波長が変化し、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長とＬＥＤ照明５から照射される光の分光特性におけるピーク波長とが同一ではなくなる。

（監視カメラ１の動作）
以下に、監視カメラ１の動作について説明する。

ＬＥＤ照明５から出射光Ｌ１が照射される。出射光Ｌ１は光透過フィルター３を透過して透過光Ｌ２に変換される。光透過フィルター３により変換された透過光Ｌ２は被写体６に照射される。透過光Ｌ２が被写体６にて反射された反射光Ｌ３はオンチップカラーフィルター２１を透過して撮像センサー２に入射する。撮影センサー２は反射光Ｌ３を光電変換し、画像として取り込む。

（ＬＥＤ群５１〜５３のピーク波長の概要）
図５の（ａ）は撮影センサー２の分光感度特性を示す特性図であり、図５の（ｂ）は光透過フィルター３の分光透過特性を示す特性図であり、図５の（ｃ）は３つのＬＥＤ群５１〜５３から照射される光の分光特性を示す特性図である。図５の（ａ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は量子効率（％）である。図５の（ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は透過率（％）である。図５の（ｃ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は放射強度（ｗ／ｓｒ）である。

図５の（ａ）に示すように、撮像センサー２の分光感度特性は、３つのピーク感度波長α、β、γを有している。ピーク感度波長α、β、γに近い波長を有する光が、撮像センサー２に入射すると、撮像センサー２は、その光を効率よく検知することができる。図５の（ｂ）に示すように、光透過フィルター３の分光透過特性は、撮像センサー２の分光感度特性と同様に、３つの透過率ピーク波長α、β、γを有している。図５の（ｃ）に示すように、ＬＥＤ群５１〜５３は、それぞれ異なるピーク波長を有している。具体的には、ＬＥＤ群５１は３つのピーク波長α１、β１、γ１を有している。また、ＬＥＤ群５２は３つのピーク波長α２、β２、γ２を有している。ＬＥＤ群５３は３つのピーク波長α３、β３、γ３を有している。ピーク波長α１、α３は、ピーク波長α２からわずかに波長がずれたものである。同様に、ピーク波長β１、β３は、ピーク波長β２からわずかに波長がずれたものである。また、ピーク波長γ１、γ３は、ピーク波長γ２からわずかに波長がずれたものである。このとき、ピーク波長α１、α２、α３の順に、波長は短くなっていく。同様に、ピーク波長β１、β２、β３の順に、波長は短くなっていく。また、ピーク波長γ１、γ２、γ３の順に、波長は短くなっていく。つまり、ＬＥＤ群５１、５２、５３の順に、用いているＬＥＤのピーク波長の波長が短くなっていく。

ＬＥＤ照明５はＬＥＤ群５１〜５３を備えており、ＬＥＤ群５１〜５３それぞれの異なるピーク波長が重なるため、ＬＥＤ照明５は広い波長領域でピーク波長を有している。これにより、監視カメラ１に、オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するＬＥＤ照明５を設けることで、監視カメラ１内の温度変化によって、ＬＥＤ照明５が照射する出射光Ｌ１の分光特性が変化した場合であっても、ＬＥＤ照明５は安定した分光（温度変化によって波長が大きく変化しない）を有する出射光Ｌ１を被写体６に照射することができる。つまり、監視カメラ１は、安定した色再現性と感度性能とを実現することができる。また、監視カメラ１内の温度変化による色再現性の劣化のない良好な撮像を提供することができる。

図６は、温度と３つのＬＥＤ群５１〜５３それぞれから１つずつ選択された３つのＬＥＤの波長との関係を示す特性図である。つまり、ＬＥＤ群５１から１つのＬＥＤを選択し、ＬＥＤ群５２から１つのＬＥＤを選択し、ＬＥＤ群５３から１つのＬＥＤを選択する。図６に示すように、ＬＥＤ群５１の１つのＬＥＤが波長λ０の光を発光するときは、ＬＥＤ群５１の温度はＴ１になっている。また、ＬＥＤ群５２の１つのＬＥＤが波長λ０の光を発光するときは、ＬＥＤ群５２の温度はＴ２になっている。ＬＥＤ群５３の１つのＬＥＤが波長λ０の光を発光するときは、ＬＥＤ群５３の温度はＴ３になっている。温度はＴ１、Ｔ２、Ｔ３の順に、高くなっていく。つまり、ＬＥＤ照明５にＬＥＤ群５１〜５３を設けることで、監視カメラ１の内部の温度がＴ１〜Ｔ３の間で変化しても、ＬＥＤ照明５は波長λ０に近い光を、３つのＬＥＤのうち１つのＬＥＤから発光させることができる。よって、監視カメラ１の内部の温度が少し変化した場合であっても、ＬＥＤ群５１〜５３の全てを用いることで、監視カメラ１はＬＥＤ照明５が発光する光の波長の分布をあまり変化させないようにすることができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図７および図８に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（監視カメラ１ａの概略構成）
まず、本発明の実施形態２に係る監視カメラ１ａの概略構成について、図７に基づいて説明する。図７の（ａ）は本発明の実施形態２に係る監視カメラ１ａの構造を示すブロック図であり、図７の（ｂ）は（ａ）に示すＬＥＤ照明５ａの拡大図である。

図７に示すように、監視カメラ１ａは、撮像センサー２、電源４、ＬＥＤ照明５ａ、および制御部７を備えている。

撮像センサー２はオンチップカラーフィルター２１を備えており、出射光Ｌａ１が被写体６にて反射された反射光Ｌａ２が入射し、反射光Ｌａ２を光電変換する。撮像センサー２は出射光Ｌａ１が被写体６にて反射された反射光Ｌａ２を光電変換することで、監視カメラ１ａが撮影する被写体６の様子を画像として取り込む。撮像センサー２は電源４と接続されており、電源４から、撮像センサー２の動作に必要な電力が供給されている。

オンチップカラーフィルター２１は、撮像センサー２において、撮像センサー２が反射光Ｌａ２を受光する側に設けられている。また、オンチップカラーフィルター２１は出射光Ｌａ１が被写体６にて反射された反射光Ｌａ２を透過させ、撮像センサー２がその透過した反射光Ｌａ２を光電変換する。オンチップカラーフィルター２１は出射光Ｌａ１が被写体６にて反射された反射光Ｌａ２を透過させることで、オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性に応じた特定波長の光のみを透過させる。オンチップカラーフィルター２１の分光透過特性における透過率ピーク波長は、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になっているため、オンチップカラーフィルター２１を透過した反射光Ｌａ２の分光特性におけるピーク波長は、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になる。

電源４は、撮像センサー２と制御部７とが動作するのに必要な電力を、撮像センサー２と制御部７とに供給している。また、電源４は撮像センサー２および制御部７と接続されている。

ＬＥＤ照明５ａは出射光Ｌａ１を照射する。また、ＬＥＤ照明５ａはＬＥＤ群５１〜５３を備えている。ＬＥＤ群５１〜５３には、監視カメラ１ａ内の温度（ＬＥＤ群５１〜５３が消灯しているときの温度センサー８１〜８３の測定温度）に応じて、その温度で最適な分光を示すＬＥＤ群をスイッチングにより選択して動作させる制御部７が接続されている。

ＬＥＤ群５１〜５３は、照射する出射光Ｌａ１の波長が撮像センサー２の感度波長領域より広い波長領域に対応するために備えられている。また、それぞれ異なるピーク波長を有するＬＥＤ群５１〜５３をＬＥＤ照明５ａに設けることで、ＬＥＤ照明５ａが照射する出射光Ｌａ１が広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するようになる。つまり、ＬＥＤ群５１〜５３は、撮像センサー２の感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有する。また、ＬＥＤ照明５ａは温度センサー８１〜８３を備えている。温度センサー８１は、ＬＥＤ群５１の温度を測定する。温度センサー８２は、ＬＥＤ群５２の温度を測定する。温度センサー８３は、ＬＥＤ群５３の温度を測定する。また、温度センサー８１〜８３はそれぞれ、電源４に接続されている。温度センサー８１はＬＥＤ群５１の近辺に設けられており、温度センサー８２はＬＥＤ群５２の近辺に設けられており、温度センサー８３はＬＥＤ群５３の近辺に設けられている。

制御部７は、ＬＥＤ群５１〜５３と接続されており、温度センサー８１〜８３と接続されている。また、制御部７は電源４と接続されている。制御部７は、ＬＥＤ群５１〜５３を別々に動作させることができ、ＬＥＤ群５１〜５３の動作の選択をスイッチングにより行う。制御部７は、温度センサー８１〜８３により測定された温度に基づいて、ＬＥＤ群５１〜５３のうち、撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長に最も近い波長の光を有する、ＬＥＤ群５１〜５３のいずれか１つのＬＥＤ群を選択して動作させる。具体的には、制御部７は、監視カメラ１ａ内の温度が、ＬＥＤ群５１の最適温度Ｔ１、ＬＥＤ群５２の最適温度Ｔ２、ＬＥＤ群５３の最適温度Ｔ３のどれに最も近いかを判定する。最適温度とは、ＬＥＤ群から照射される光の分光特性におけるピーク波長が撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一であるときの温度である。ＬＥＤ群５１〜５３は温度の変化によってピーク波長がシフトするため、特定の温度に対して最適特性となる特定のＬＥＤ群を動作させるように、予め制御部７内のメモリ（図示せず）にＬＥＤ群５１〜５３の最適温度Ｔ１〜Ｔ３を設定する。まず、制御部７は、温度センサー８１〜８３により、ＬＥＤ群５１〜５３が消灯しているときの監視カメラ１ａ内の温度を検知する。ＬＥＤ群５１〜５３のうち１つのＬＥＤ群が動作しているときは、その動作しているＬＥＤ群の温度を測定している温度センサーにより、監視カメラ１ａ内の温度を検知する。次に、制御部７は、監視カメラ１ａ内の温度と、制御部７内のメモリに記録されているＬＥＤ群５１〜５３の最適温度Ｔ１〜Ｔ３とを比較して、最適温度Ｔ１〜Ｔ３の中で、監視カメラ１ａ内の温度に最も近いものはどれかを判定する。そして、制御部７は、監視カメラ１ａ内の温度に最も近い最適温度を有するＬＥＤ群を選択して動作させる。これにより、ＬＥＤ照明５は、制御部７により最適なピーク波長を有するＬＥＤ群が選択されることで、監視カメラ１ａ内の温度が変化しても、常に被写体６に、撮像センサー２の分光感度特性に対して最適な波長の可視光または赤外線を照射することができる。よって、監視カメラ１ａは常に安定した波長を有するＬＥＤ照明５を用いて、撮影を行うことができる。

図７の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ群５１はＬＥＤ５１１〜５１３を備えている。また、ＬＥＤ群５２はＬＥＤ５２１〜５２３を備えている。ＬＥＤ群５３はＬＥＤ５３１〜５３３を備えている。ＬＥＤ５１１、５２１、５３１はそれぞれ、青色ＬＥＤであり、ＬＥＤ５１２、５２２、５３２はそれぞれ、緑色ＬＥＤであり、ＬＥＤ５１３、５２３、５３３はそれぞれ、赤色ＬＥＤである。このように、ＬＥＤ群５１〜５３は３色（青色、緑色、赤色）のＬＥＤを用いることで、ＬＥＤ群５１〜５３はオンチップカラーフィルター２１の分光透過特性に適した光を照射することができる。

次に、撮像センサー２の分光感度特性およびＬＥＤ群５１〜５３から照射される光の分光特性について、図８に基づいて説明する。図８の（ａ）は撮影センサー２の分光感度特性を示す特性図である。また、図８の（ｂ）はＬＥＤ群５１から照射される光の分光特性を示す特性図であり、図８の（ｃ）はＬＥＤ群５２から照射される光の分光特性を示す特性図であり、図８の（ｄ）はＬＥＤ群５３から照射される光の分光特性を示す特性図である。図８の（ａ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は量子効率（％）である。図８の（ｂ）〜（ｃ）において、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は放射強度（ｗ／ｓｒ）である。

図８の（ａ）に示すように、撮像センサー２の分光感度特性では、３つのピーク感度波長α、β、γを有している。また、図８の（ｂ）は制御部７がＬＥＤ群５１を選択して動作させた場合における、ＬＥＤ群５１から照射される光の分光特性を示す特性図である（実線が動作しているＬＥＤ群５１から照射される光の分光特性であり、点線が動作していないＬＥＤ群５２、５３から照射される光の分光特性である）。図８の（ｂ）に示すように、ＬＥＤ群５１から照射される光の分光特性では、３つのピーク波長α１、β１、γ１を有している。図８の（ｃ）は制御部７がＬＥＤ群５２を選択して動作させた場合における、ＬＥＤ群５２から照射される光の分光特性を示す特性図である（実線が動作しているＬＥＤ群５２から照射される光の分光特性であり、点線が動作していないＬＥＤ群から照射される光の分光特性である）。図８の（ｃ）に示すように、ＬＥＤ群５２から照射される光の分光特性では、３つのピーク波長α２、β２、γ２を有している。図８の（ｄ）は制御部７がＬＥＤ群５３を選択して動作させた場合における、ＬＥＤ群５３から照射される光の分光特性を示す特性図である（実線が動作しているＬＥＤ群５３から照射される光の分光特性であり、点線が動作していないＬＥＤ群５１、５２から照射される光の分光特性である）。図８の（ｄ）に示すように、ＬＥＤ群５３から照射される光の分光特性では、３つのピーク波長α３、β３、γ３を有している。ピーク波長α１、α３は、ピーク波長α２からわずかに波長がずれたものである。同様に、ピーク波長β１、β３は、ピーク波長β２からわずかに波長がずれたものである。また、ピーク波長γ１、γ３は、ピーク波長γ２からわずかに波長がずれたものである。このとき、ピーク波長はα１、α２、α３の順に、波長は短くなっていく。同様に、ピーク波長はβ１、β２、β３の順に、波長は短くなっていく。また、ピーク波長はγ１、γ２、γ３の順に、波長は短くなっていく。つまり、ＬＥＤ群５１、５２、５３の順に、用いているＬＥＤのピーク波長が短くなっていく。

制御部７は、監視カメラ１ａ内の温度に応じてＬＥＤ群の動作の変更を行う。具体的には、監視カメラ１ａ内の温度がＴ１〜Ｔ３の中で最もＴ１に近ければ、ＬＥＤ群５１を選択して動作させる。また、監視カメラ１ａ内の温度がＴ１〜Ｔ３の中で最もＴ２に近ければ、ＬＥＤ群５２を選択して動作させる。監視カメラ１ａ内の温度がＴ１〜Ｔ３の中で最もＴ３に近ければ、ＬＥＤ群５３を選択して動作させる。これにより、予め設定されている動作条件にしたがって、ＬＥＤ群の動作の変更を行うことで、常に最適な出射光Ｌａ１を被写体６に照射することができる。

（監視カメラ１ａの動作）
以下に、監視カメラ１ａの動作について説明する。

制御部７は、監視カメラ１ａ内の温度に応じてＬＥＤ群を選択して動作させる。ＬＥＤ照明５ａから出射光Ｌａ１が照射される。出射光Ｌａ１は被写体６に照射される。出射光Ｌａ１が被写体６にて反射された反射光Ｌａ２はオンチップカラーフィルター２１を透過して撮像センサー２に入射する。撮影センサー２は反射光Ｌａ２を光電変換し、画像として取り込む。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態３に係る監視カメラ１ｂにおいて、ルックアップテーブルを用いたホワイトバランスの微調整について以下に説明する。

予め制御部７ａ内のメモリ（図示せず）に設定されている様々な動作条件（ＬＥＤ群５１〜５３の最適温度Ｔ１〜Ｔ３など）に対応した複数のＬＥＤ群について、ＬＥＤ照明５ａに設けられているＬＥＤ群の種類をＮ種類、想定する温度範囲をＴ℃〜Ｔ＋ΔＴ℃とすると、動作するＬＥＤ群が切り替わるＬＥＤ温度ステップを均等に設定したとき、ＬＥＤ温度ステップはΔＴ／Ｎとなる。ＬＥＤ温度ステップとは、どれくらいの温度範囲毎にＬＥＤ群を切り替えるかを示すものである。すなわち、ＬＥＤ群の温度によっては、ＬＥＤ群の最適温度から最大でΔＴ／２Ｎだけずれた温度設定でＬＥＤ群を動作させることになる。

また、ＬＥＤ群の種類が多く（Ｎが大きい場合）、狭い温度範囲（ΔＴが小さい場合）で監視カメラ１ｂを動作させる場合には、ＬＥＤ温度ステップが細かいため、より最適なＬＥＤ群を動作させることができる。ＬＥＤ群の種類が少なく（Ｎが小さい場合）、広い温度範囲（ΔＴが大きい場合）で監視カメラ１ｂを動作させる場合には、ＬＥＤ群の最適温度からのずれが大きい温度設定でＬＥＤ群を動作させることになる。よって、ＬＥＤ群の最適温度からのずれは最適なＬＥＤ群の波長からのずれを発生させ、監視カメラ１ｂにて設定されている最適なホワイトバランスからのずれを発生させる。ただし、上記のホワイトバランスからのずれは微調整で修正できる程度のずれとなっている。これは、実施形態２に記載されているように、制御部７によって可能な限り最適なＬＥＤ群を選択して動作させているためである。

ここで、ホワイトバランスの微調整を下記のような方法で実施する。実際に動作しているＬＥＤ群の温度とＬＥＤ群の最適温度との間の温度差ｄと、ホワイトバランスを調整するためのパラメータｆ（ｄ）と、を対応づけたルックアップテーブルを、制御部７内のメモリ（図示せず）に格納しておく。監視カメラ１ｂを動作させて、実施形態２に記載されているように、制御部７が可能な限り最適なＬＥＤ群を選択して動作させる。温度センサー８１〜８３のうち、実際に動作しているＬＥＤ群に対応する温度センサーは、実際に動作しているＬＥＤ群の温度を測定し、予め設定されているＬＥＤ群の最適温度と実際に動作しているＬＥＤ群の温度との温度差ｄを検知する。制御部７は、温度差ｄの値からルックアップテーブルにしたがってホワイトバランスのパラメータｆ（ｄ）を求める。

ルックアップテーブルは、例えば、以下の表１に示すルックアップテーブルのように設定することができる。

表１に示すルックアップテーブルでは、ＬＥＤ群の最適温度より３℃〜５℃低い場合、ホワイトバランスのパラメータｆ（ｄ）は、［ｘ１（Ｒゲイン）、ｙ１（Ｇゲイン）、ｚ１（Ｂゲイン）］を用いる。また、ＬＥＤ群の最適温度より３℃〜５℃高い場合、ホワイトバランスのパラメータｆ（ｄ）は、［ｘ２（Ｒゲイン）、ｙ２（Ｇゲイン）、ｚ２（Ｂゲイン）］を用いる。

［ｘ１（Ｒゲイン）、ｙ１（Ｇゲイン）、ｚ１（Ｂゲイン）］について、Ｒゲイン、Ｇゲイン、およびＢゲインの値は、ＬＥＤ群５１〜５３のピーク波長と、温度と、撮像センター２のピーク感度波長から算出して、ルックアップテーブルにその値を格納しておく。［ｘ２（Ｒゲイン）、ｙ２（Ｇゲイン）、ｚ２（Ｂゲイン）］についても同様である。

よって、温度差ｄとルックアップテーブルのパラメータｆ（ｄ）により、制御部７は、監視カメラ１ｂのホワイトバランスの微調整を実施する。これにより、監視カメラ１ｂのさらなる高画質化を実現することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る監視カメラ１は、出射光Ｌ１を照射するＬＥＤ照明５と、前記ＬＥＤ照明５と向かい合うように配置され、特定波長の前記出射光Ｌ１のみを透過光Ｌ２に変換するフィルター（光透過フィルター３）と、前記透過光Ｌ２が被写体６にて反射された反射光Ｌ３を光電変換する撮像センサー２とを備え、前記ＬＥＤ照明５は、前記撮像センサー２の感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように、複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群５１〜５３）を備え、前記透過光Ｌ２の分光特性におけるピーク波長は、前記撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長と同一であることを特徴とする。

上記の構成によれば、ＬＥＤ照明が、出射光の波長が撮像センサーの感度波長より広い波長領域に対応するように複数のＬＥＤを備えることで、ＬＥＤ照明は撮像センサーの感度波長領域よりも広い波長領域に対応するように、出射光のピーク波長を連続的に分布させることができる。

よって、監視カメラは、安定した色再現性と感度性能とを実現することができる。また、出射光の波長が撮像センサーの感度波長領域より広い波長領域に対応するため、監視カメラ内の温度変化による色再現性の劣化のない良好な撮像を提供することができる。

したがって、監視カメラの周囲の温度が変化した場合であっても、良好な撮像を得ることが可能な監視カメラを実現するという効果を奏する。

本発明の態様２に係る監視カメラ１ａは、出射光Ｌａ１を照射するＬＥＤ照明５ａと、前記出射光Ｌａ１が被写体６にて反射された反射光Ｌａ２が入射し、前記反射光Ｌａ２を光電変換する撮像センサー２と、前記撮像センサー２の感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように前記ＬＥＤ照明５ａに備えられた複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群５１〜５３）を選択して動作させる制御部７とを備え、前記ＬＥＤ照明５ａは、前記複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群５１〜５３）それぞれの温度を測定する複数の温度センサー８１〜８３を備え、前記制御部７は、前記複数の温度センサー８１〜８３により測定された温度に基づいて、前記複数のＬＥＤ（ＬＥＤ群５１〜５３）のうち、前記撮像センサー２の分光感度特性におけるピーク感度波長に最も近い波長の光を有するＬＥＤである第１ＬＥＤのみを選択して動作させることを特徴とする。

上記の構成によれば、ＬＥＤ照明は、制御部により最適なピーク波長を有するＬＥＤ群が選択されることで、常に被写体に、撮像センサーの分光感度特性に対して最適な波長の可視光または赤外線を照射することができる。よって、監視カメラは常に安定した波長を有するＬＥＤ照明を用いて、撮影を行うことができる。

また、予め設定されている動作条件にしたがって、ＬＥＤ群の動作の変更を行うことで、常に最適な出射光を被写体に照射することができる。

したがって、監視カメラの周囲の温度が変化した場合であっても、良好な撮像を得ることが可能な監視カメラを実現するという効果を奏する。

本発明の態様３に係る監視カメラ１は、上記態様１において、前記撮像センサー２は、前記透過光Ｌ２の分光特性におけるピーク波長と同一の波長の前記反射光Ｌ３のみを透過するオンチップカラーフィルターを備えてもよい。

上記の構成によれば、オンチップカラーフィルターの分光透過特性における透過率ピーク波長は、撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になっているため、オンチップカラーフィルターを透過した反射光Ｌ３の分光特性におけるピーク波長は、撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長と同一になる。これにより、撮像センサーは、撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長と同一の波長の光を有する反射光Ｌ３を受光するため、監視カメラは良好な撮像を得ることができる。

本発明の態様４に係る監視カメラ１ａは、上記態様２において、前記制御部７は、前記第１ＬＥＤの温度を測定する、前記複数の温度センサー８１〜８３のうちの１つである第１温度センサーにより測定された温度と、前記第１ＬＥＤの最適温度との温度差ｄにおいて、前記温度差ｄとホワイトバランスを微調整するためのパラメータｆ（ｄ）との関係を示すルックアップテーブルを参照し、前記温度差ｄおよび前記ルックアップテーブルに従って前記ホワイトバランスを微調整してもよい。

上記の構成によれば、監視カメラのさらなる高画質化を実現することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１・１ａ・１ｂ 監視カメラ
２ 撮像センサー
３ 光透過フィルター（フィルター）
４ 電源
５・５ａ ＬＥＤ照明
６ 被写体
７・７ａ 制御部
２１ オンチップカラーフィルター
５１・５２・５３ ＬＥＤ群（ＬＥＤ）
８１・８２・８３ 温度センサー
５１１・５１２・５１３・５２１・
５２２・５２３・５３１・５３２・５３３ ＬＥＤ
Ｌ１ 出射光
Ｌ２ 透過光
Ｌ３ 反射光
Ｌａ１ 出射光
Ｌａ２ 反射光

Claims (4)

1. 出射光を照射するＬＥＤ照明と、
   前記ＬＥＤ照明と向かい合うように配置され、特定波長の前記出射光のみを透過光に変換するフィルターと、
   前記透過光が被写体にて反射された反射光を光電変換する撮像センサーとを備え、
   前記ＬＥＤ照明は、前記撮像センサーの感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように、複数のＬＥＤを備え、
   前記透過光の分光特性におけるピーク波長は、前記撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長と同一であることを特徴とする監視カメラ。
2. 出射光を照射するＬＥＤ照明と、
   前記出射光が被写体にて反射された反射光が入射し、前記反射光を光電変換する撮像センサーと、
   前記撮像センサーの感度波長領域より広い波長領域で連続的なピーク波長の光を有するように前記ＬＥＤ照明に備えられた複数のＬＥＤを選択して動作させる制御部とを備え、
   前記ＬＥＤ照明は、前記複数のＬＥＤそれぞれの温度を測定する複数の温度センサーを備え、
   前記制御部は、前記複数の温度センサーにより測定された温度に基づいて、前記複数のＬＥＤのうち、前記撮像センサーの分光感度特性におけるピーク感度波長に最も近い波長の光を有するＬＥＤである第１ＬＥＤのみを選択して動作させることを特徴とする監視カメラ。
3. 前記撮像センサーは、前記透過光の分光特性におけるピーク波長と同一の波長の前記反射光のみを透過するオンチップカラーフィルターを備えることを特徴とする請求項１に記載の監視カメラ。
4. 前記制御部は、前記第１ＬＥＤの温度を測定する、前記複数の温度センサーのうちの１つである第１温度センサーにより測定された温度と、前記第１ＬＥＤの最適温度との温度差において、前記温度差とホワイトバランスを微調整するためのパラメータとの関係を示すルックアップテーブルを参照し、
   前記温度差および前記ルックアップテーブルに従って前記ホワイトバランスを微調整することを特徴とする請求項２に記載の監視カメラ。

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