JPS62208783A - Automatic tracking video camera - Google Patents
Automatic tracking video cameraInfo
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- JPS62208783A JPS62208783A JP61050608A JP5060886A JPS62208783A JP S62208783 A JPS62208783 A JP S62208783A JP 61050608 A JP61050608 A JP 61050608A JP 5060886 A JP5060886 A JP 5060886A JP S62208783 A JPS62208783 A JP S62208783A
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Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動追尾ビデオカメラに関し、特に、赤外光
を利用して自動追尾を行なうビデオカメラに関する●
〔従来の技術〕
近年、産業用,家庭用ともにビデオカメラの普及が目ざ
ましい。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic tracking video camera, and in particular, to a video camera that performs automatic tracking using infrared light. The popularity of video cameras, both for home use and home use, is remarkable.
家庭用ビデオカメラlこおいては, LSI 技術の
進歩に伴ない高性能の固体撮像素子の量産が可能となっ
たことから%該カメラの小型@斂化、低価格化が進み、
使用者層も特定のユーザーから一般のユーザーへ広がっ
てきている。In the field of home video cameras, advances in LSI technology have made it possible to mass produce high-performance solid-state image sensors, which has led to smaller and cheaper cameras.
The user base is also expanding from specific users to general users.
このように、ビデオカメラの一般層への1及が進むに従
い、誰でも簡単6こ操作できることが重要となる。この
ため必須機能の自動化が進み,自動白バランス調整や自
動焦点機能などは既に一般的になってきており,さらに
操作性を向上させることが望まれている。As described above, as video cameras become more popular among the general public, it becomes important that anyone can easily operate them. For this reason, automation of essential functions has progressed, and functions such as automatic white balance adjustment and automatic focus have already become commonplace, and there is a desire to further improve operability.
そこで、次に自動化すべき機能の一つとして。Therefore, this is one of the functions that should be automated next.
従来ビデオカメラの撮影者に委ねられていた撮影そのも
のを自動化し,カメラ方向を自動的に被写体lこ追随さ
せる自動追尾機能がある。There is an automatic tracking function that automates the shooting itself, which was traditionally left to the video camera photographer, and automatically causes the camera to follow the subject.
この自動追尾機能は、家庭用以外にも監視を目的とする
監視用カメラに期待されており、カメラ方向を固定した
ものに比べて大きな効果が得られる。This automatic tracking function is expected to be used not only in home use but also in surveillance cameras for monitoring purposes, and is more effective than cameras with a fixed camera direction.
なお、従来から提案されている自動追尾機能を備えたビ
デオカメラとしては、例えば特開昭59−208983
号公報に記載のものなどがある。Incidentally, as a conventionally proposed video camera equipped with an automatic tracking function, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-208983
There are some that are described in the No.
前記した特開昭59−20898:3号公報に記載の自
動追尾カメラ等は、吠1象信号から被写体の動きを検出
して、動く物を撮像する目標となる被写体であると認識
し、その動きに応じて自動追尾を行なう。The automatic tracking camera described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-20898:3 detects the movement of a subject from the signal, recognizes the moving object as a target for imaging, and detects the movement of the subject. Automatic tracking according to movement.
しかし、このような従来技術では,撮影者が目標とする
映1遼信号中の被写体以外の物体が動いた場合、目標被
写体とその他の物体との区別ができず、目標被写体の適
正な自動追尾が不可能となる場合があった。However, with such conventional technology, if an object other than the object in the video signal that the photographer is targeting moves, it is not possible to distinguish between the target object and other objects, making it difficult to properly automatically track the target object. was sometimes impossible.
また、動くものを被写体として正確Cこ認識するには複
雑なパターン認識が必要であり、この為に回路規模が大
形化してしまうという欠点もあった。Additionally, complex pattern recognition is required to accurately recognize a moving object as an object, which also has the drawback of increasing the circuit scale.
本発明の目的は,前記した従来技術の欠点をな< L/
、a雑fLパターン認識を必吠とせず、したがりて簡
単な回路構成によって、最も一般的な被写体である人物
を自動追尾することができるビデオカメラを提供するこ
とにある。An object of the present invention is to overcome the drawbacks of the prior art described above.
To provide a video camera that does not require miscellaneous fL pattern recognition and can therefore automatically track a person, who is the most common subject, with a simple circuit configuration.
上記目的は、可視光を光電変換する可視光光電変換部と
,可視光光電変換部から得た映像信号からビデオ信号を
合成する信号処理部を備えたビデオカメラにおいて、赤
外光を光電変換する赤外光光1変換部を設け、光電変換
した赤外光映像信号から被写***置を検出する検出手段
および前記検出手段の被写***置を示す信号に応じてカ
メラを被写***置方向に向くように制御する制御手段と
を設けることによって達成される。The above purpose is to photoelectrically convert infrared light in a video camera equipped with a visible light photoelectric conversion section that photoelectrically converts visible light and a signal processing section that synthesizes a video signal from the video signal obtained from the visible light photoelectric conversion section. An infrared light 1 conversion section is provided, a detection means for detecting a subject position from a photoelectrically converted infrared light video signal, and a camera is controlled to face in the direction of the subject position in accordance with a signal indicating the subject position from the detection means. This is achieved by providing a control means.
赤外光映像信号は、人体が赤外線を放出していることを
利用して、人を認識するセンサとして働らく。すなわち
、撮1象素子において人物が撮像された場合には、核素
子の赤外光光電変換部からは、赤外光に相応する電気信
号が得られる。本発明は、この電気信号に基づいて検出
手段で人物の位置を検出する。こうして検出した被写体
である人物の位置に応じて、制御手段で常にカメラが被
写体方向へ向くようにカメラ方向を制御する。これによ
って1人物の動きに対して常にカメラの向きを、人物方
向へ自動追尾させることが可能となるO
〔実施例〕
以下、本発明を図面を用いて説明する。Infrared light video signals function as a sensor that recognizes people by utilizing the fact that the human body emits infrared rays. That is, when an image of a person is captured by the image capturing element, an electric signal corresponding to the infrared light is obtained from the infrared light photoelectric conversion section of the nuclear element. In the present invention, the position of the person is detected by the detection means based on this electrical signal. Depending on the position of the person as the subject detected in this manner, the control means controls the camera direction so that the camera always faces toward the subject. This makes it possible to always automatically track the direction of the camera in the direction of the person in response to the movement of a person. [Embodiment] The present invention will be described below with reference to the drawings.
第1区は本発明の第1の実施例である自動追尾ビデオカ
メラのブロック図である。同図において、lはズームレ
ンズ、2はダイクロイックミラー。The first section is a block diagram of an automatic tracking video camera according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a zoom lens, and 2 is a dichroic mirror.
3は可視光受光用撮像素子、4は赤外光受光用撮像素子
、5は可視光映像信号処理回路、6は赤外光映像信号処
理回路、7は制御回路、8は制御装置、9は撮像素子駆
動回路である。3 is an image sensor for receiving visible light, 4 is an image sensor for receiving infrared light, 5 is a visible light video signal processing circuit, 6 is an infrared light video signal processing circuit, 7 is a control circuit, 8 is a control device, and 9 is a control device. This is an image sensor drive circuit.
ズームレンズlを通して入射した光信号は、ダイクロイ
ックミラー2によってoTtA光と赤外光Iこ分離され
、それぞれ可視尤受光用撮l!!素子3と赤外光受光用
撮像素子4によって光電変換される。The optical signal incident through the zoom lens 1 is separated by the dichroic mirror 2 into oTtA light and infrared light I, which are respectively used for visible light reception. ! Photoelectric conversion is performed by the element 3 and the infrared light receiving image sensor 4.
可視光受光用撮像素子3は、単管あるいは単板の撮像素
子であり、受光面に色分解フィルタを設けてカラー映1
象信号を得るようになっている。一方。The visible light receiving image sensor 3 is a single-tube or single-plate image sensor, and a color separation filter is provided on the light-receiving surface to produce a color image.
It is now possible to receive an elephant signal. on the other hand.
赤外光受光用撮像素子4は、モノクロームの映像信号を
得る撮像素子でよいが、赤外光に対する感度の良いもの
が望ましい。可視光受光用撮像素子3から得られる色分
解フィルタに応じた色信号は。The infrared light-receiving image sensor 4 may be an image sensor that obtains a monochrome video signal, but is preferably one that has good sensitivity to infrared light. The color signal corresponding to the color separation filter obtained from the visible light receiving image sensor 3 is as follows.
可視光映像信号処理回路5憂こ供給され、通常のビデオ
カメラと同様の信号処理が行なわれて、出力端子10か
らビデオ信号として出力される・赤外光受光用撮像素子
4から得られる赤外光映像信号は、赤外光映像信号処理
回路6において。Visible light video signal processing circuit 5 is supplied with signal processing similar to that of a normal video camera, and output as a video signal from output terminal 10. Infrared light obtained from infrared light receiving image sensor 4 The optical video signal is processed by an infrared optical video signal processing circuit 6.
まず増幅、クランプ等の信号処理が行なわれる。First, signal processing such as amplification and clamping is performed.
その後、該赤外光映像信号処理回路6では、前記赤外光
映像信号に基づいて被写体の重心あるいは中心位置を演
算によって求める。先に述べたように赤外光映像信号は
人物の認識信号と見なすことができるから、こうして赤
外光映像信号から検出した被写体の重心あるいは中心位
置は1人物の自動追尾にそのまま利用することができる
・被写体すなわち人物の重心あるいは中心位置の検出信
号は制御回路7に入力される。制御回路7では、前記検
出信号に基づいて例えば被写体の重心を画面中央に合わ
せるようなカメラ方向の変位量を算出し、これに相応す
る制御信号を出力する。Thereafter, the infrared light video signal processing circuit 6 calculates the center of gravity or center position of the subject based on the infrared light video signal. As mentioned earlier, the infrared light video signal can be regarded as a person recognition signal, so the center of gravity or center position of the object detected from the infrared light video signal can be used as is for automatic tracking of a single person. A detection signal of the center of gravity or center position of the subject, that is, a person, is input to the control circuit 7. The control circuit 7 calculates, for example, a displacement amount in the camera direction to align the center of gravity of the subject with the center of the screen based on the detection signal, and outputs a corresponding control signal.
こうして得られた制御信号によって制御装置8はカメラ
方向を左右または上下に動かし、人物の自動追尾を行な
う。Based on the control signal thus obtained, the control device 8 moves the camera direction left and right or up and down to automatically track the person.
第2図は、第1図における赤外光映像信号処理回路6の
一例を示したもので、61は増幅器、6゜はアナログ−
デジタル変換器、6.はフレームメモリ、64は演算回
路である。FIG. 2 shows an example of the infrared light video signal processing circuit 6 in FIG. 1, where 61 is an amplifier, and 6° is an analog
Digital converter, 6. is a frame memory, and 64 is an arithmetic circuit.
赤外光受光用撮像素子4から得られた赤外光映像信号は
、増幅器6.で増幅され、アナログ−デジタル変換器6
.によってアナログ−デジタル変換される。アナログ−
デジタル変換された信号は。The infrared light image signal obtained from the infrared light receiving image sensor 4 is sent to an amplifier 6. and analog-to-digital converter 6
.. Analog-to-digital conversion is performed by Analog-
The digitally converted signal.
フレームメモリ 6.に蓄積される。こうしてフレーム
メモリ6、に蓄積されたデジタル値に基づいて演算回路
6.では、演算を行ない、被写体の重心を求める。被写
体の重心(XG + y□ )は、以下の(1) 、
(2)式により算出される。Frame memory 6. is accumulated in Based on the digital values stored in the frame memory 6 in this way, the arithmetic circuit 6. Now, perform calculations to find the center of gravity of the subject. The center of gravity of the subject (XG + y□) is as follows (1),
Calculated using equation (2).
・・・・・・・・・<1) ・・・・・・・・・(2) 但し、M、Nは水平、垂直の標本点の個数、x。・・・・・・・・・<1) ・・・・・・・・・(2) However, M and N are the number of horizontal and vertical sample points, x.
yは座標o f (x+ Y )は各座標における赤
外光映像信号を2値化(1または0)して表わした値で
ある・座標は、撮像素子上、例えば左下隅の標本化点を
(111L右上隅の標本化点を(M、N)としたもので
ある。y is the coordinate o f (x+Y) is the value expressed by binarizing (1 or 0) the infrared light video signal at each coordinate.The coordinate is the sampling point on the image sensor, for example, the lower left corner. (The sampling point at the upper right corner of 111L is (M, N).
こうして追尾目標の重心位置が検出されると、制御回路
7および制御装置8によってカメラ方向を被写体重心方
向に向けて自動追尾する。When the position of the center of gravity of the tracking target is detected in this manner, the control circuit 7 and the control device 8 automatically track the object by directing the camera toward the center of gravity of the subject.
第14図および第15図を用いて演算回路64および制
御回路7を更に詳しく説明する。The arithmetic circuit 64 and control circuit 7 will be explained in more detail using FIGS. 14 and 15.
第14図は第2図の演算回路6.の具体例でありb
641 + ’46はタイミング発生器、64! l
64?は乗′X器、’43 + 646は積分器、
6416411は除算器。FIG. 14 shows the arithmetic circuit 6 of FIG. This is a specific example of b
641 + '46 is the timing generator, 64! l
64? is the multiplier 'X unit, '43 + 646 is the integrator,
6416411 is a divider.
646は積分器である。646 is an integrator.
タイミング発生器64.から座標Xが、またタイミング
発生器646から座IIAyが出力されるOこの座標X
およびyは、それぞれ乗算器66.および63.におい
でフレームメモリ6、からの信号[(x+Y)と乗算さ
れ、その後、+A分器64.および648で積分される
。これにより、前記の(1) 、 (2j式の分子が得
られる。また、信号fcx*Y)は積分器64.で積分
される。この結果、(1) 、 (2)式の分母が得ら
れる。Timing generator 64. The coordinate X is output from the timing generator 646, and the locus IIAy is output from the timing generator 646.
and y are multipliers 66. and y, respectively. and 63. The signal from the frame memory 6, [(x+Y), is multiplied by the +A divider 64. and integrated at 648. As a result, the numerator of the above formula (1) and (2j) is obtained. Also, the signal fcx*Y) is passed through the integrator 64. It is integrated by As a result, the denominators of equations (1) and (2) are obtained.
除:J!器644では、積分器64.の出力信号と積分
器64.の出力信号とを除算、すなわち、(信号蓋×座
標)を信号量で規格化することにより、重心X(3を求
める。また、除算器66.では、積分器6.8の出力信
号と積分器64.の出力信号とを除算して重心y、を求
める。Exclude: J! The integrator 64 . output signal of integrator 64. By dividing the output signal of the integrator 6.8, that is, by normalizing (signal lid x coordinate) by the signal amount, the center of gravity The center of gravity y is obtained by dividing the output signal of the device 64.
第15図は第1図の制御回路7の具体例であり。FIG. 15 shows a specific example of the control circuit 7 shown in FIG.
7、は基準座標発生器%7.は比較器であるO基準座標
発生器7tはモニタ画面中で被写体の写る位置を指定す
る座標データ(Xo*Yo)を出力するOこの座標デー
タと前記演算回路64の出力信号である被写体重心X。7. is the reference coordinate generator %7. The reference coordinate generator 7t, which is a comparator, outputs coordinate data (Xo*Yo) specifying the position of the subject on the monitor screen. .
+ Yt3とは比較器7.で比較される。この結果、比
較器7.は、被与体重心と座標データとの偏差に応じた
制御信号を出力する。+ Yt3 is comparator 7. are compared. As a result, comparator 7. outputs a control signal according to the deviation between the given center of gravity and the coordinate data.
例えばX。>XQであれば被写体重心はモニタ画面右寄
りにあると判断し、ビデオカメラを右側方向に動かすよ
うな制御信号を出力する。したがって。For example, X. >XQ, it is determined that the center of gravity of the subject is to the right of the monitor screen, and a control signal is output to move the video camera to the right. therefore.
例えばモニタ画面中央の座標をX。+YOとすれば、制
御装置8を介して被写体重心は常にモニタ画面中央に写
るように自動追尾される。For example, the coordinates of the center of the monitor screen are X. If +YO is set, the center of gravity of the subject is automatically tracked via the control device 8 so that it is always displayed at the center of the monitor screen.
第3図は本発明の自動追尾ビデオカメラの第2の実施例
を示すブロック図である。同図において、5′はoT視
光吠澹信号処理回路、11は増幅度可変増幅回路である
。第1図に示した実施例と同一個所または同等部分は同
一符号をつけ、その説明を省略する。FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the automatic tracking video camera of the present invention. In the figure, 5' is an oT visual aperture signal processing circuit, and 11 is a variable amplification circuit. The same parts or equivalent parts as in the embodiment shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
本実施例の特徴は、照度が低く映像信号の信号対雑音比
(8/N比)が低下したときに、赤外光受光用撮像素子
4から得た赤外光映像信号の一部を増幅度可変増幅回路
11によって増幅し、映目信号処理回路5′に入力して
、9祝光受光用撮像素子3から得る映像信号と加算して
輝度信号を生成する点にある。The feature of this embodiment is that when the illuminance is low and the signal-to-noise ratio (8/N ratio) of the video signal decreases, a part of the infrared light video signal obtained from the infrared light receiving image sensor 4 is amplified. The brightness signal is amplified by the variable intensity amplifier circuit 11, inputted to the image signal processing circuit 5', and added to the video signal obtained from the image sensor 3 for receiving the 9th congratulatory light to generate a luminance signal.
このようにして輝度信号を生成すると、照度が低い場合
にも高い信号対雑音比の輝度信号を得ることができ、感
度(8/N比)の大幅な向上が可能となる。When a luminance signal is generated in this manner, a luminance signal with a high signal-to-noise ratio can be obtained even when the illuminance is low, and sensitivity (8/N ratio) can be significantly improved.
例えば可視光受光用撮謙素子3から得た映像信号中、信
号電圧で規格化した雑音電圧をN1m同様に赤外光受光
用撮像素子4から得た赤外光映像信号中の雑音電圧を信
号電圧で規格化した値をN。For example, in the video signal obtained from the image sensor 3 for receiving visible light, the noise voltage normalized by the signal voltage is N1m.Similarly, the noise voltage in the infrared light video signal obtained from the image sensor 4 for receiving infrared light is the signal. N is the value normalized by voltage.
すれば、それぞれ相関性のないランダム雑音の場合、可
視光映1象信号と赤外光映ts+i号とを加算して得ら
れる輝度信号のSlN比は最も良い状態となる。Then, in the case of uncorrelated random noises, the SIN ratio of the luminance signal obtained by adding the visible light signal and the infrared light signal ts+i will be in the best condition.
第4図は本発明の自動追尾ビデオカメラの第3の実施例
を示すブロック図である。同図において。FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the automatic tracking video camera of the present invention. In the same figure.
第1図と同一符号は、同一または同等部分を表わしてい
る。また、9′は駆動回路、12は分離回路、13は撮
像素子である。The same reference numerals as in FIG. 1 represent the same or equivalent parts. Further, 9' is a drive circuit, 12 is a separation circuit, and 13 is an image sensor.
本実施例は、単一の撮1永素子13に可視光受光部と赤
外光受光部とを設けて、oJ視光と赤外光を同−撮1象
素子で受光し、その後1分離回路12によって可視光受
光部で得た映像信号(以下、単Iこ可視光映像信号とい
う)と赤外光受光部で得た映像信号(以下、単に赤外光
映像(N号という)とを分離し、可視光映葎信号は可視
光1!S’!:瀘信号処理回路5へ、赤外光映像信号は
赤外光映像信号処理回路6へそれぞれ入力し、前記した
第1および第2の実施例と同様の動作により自動追尾を
行なうものである。In this embodiment, a visible light receiving section and an infrared light receiving section are provided in a single image capturing element 13, and the oJ visible light and infrared light are received by the same image capturing element 13. The circuit 12 connects a video signal obtained by the visible light receiver (hereinafter simply referred to as visible light video signal) and a video signal obtained by the infrared light receiver (hereinafter simply referred to as infrared light video (hereinafter referred to as N)). The visible light video signal is input to the visible light 1!S'! filter signal processing circuit 5, and the infrared video signal is input to the infrared video signal processing circuit 6. Automatic tracking is performed by the same operation as in the embodiment.
第5図は、第4図の撮像素子13の受光面を模式的に示
した図であり、11は一絵素を示しているO
絵素人は亦外元受元用の絵素である。他の絵素は可視光
受光用の絵素であり、該絵素は通常の単管あるいは単板
撮謙素子と同様に、原色あるいは補色の色フィルタを各
絵素の上に規則的ζこ配列してなる。FIG. 5 is a diagram schematically showing the light-receiving surface of the image sensor 13 shown in FIG. 4, and 11 indicates one picture element. The other picture elements are picture elements for visible light reception, and these picture elements are similar to ordinary single-tube or single-chip sensor elements, with color filters of primary colors or complementary colors placed on each picture element in a regular pattern. It will be arranged.
赤外光受光用絵素人は1例えば長波長感度を高く設定し
た分光特性を有する色フィルタを、該絵素人工に配列す
ることで容易に実現できる。また。A picture element for receiving infrared light can be easily realized by, for example, arranging color filters having spectral characteristics with high sensitivity to long wavelengths in the picture elements. Also.
後述するように、撮f象素子13において、フォトダイ
オード下部のP形つェル層を深くすることによっても、
長波長感度を向上させることができるので、前記絵素人
の実現が可能である。As will be described later, in the f-image element 13, by deepening the P-type well layer below the photodiode,
Since the long wavelength sensitivity can be improved, the above-mentioned picture amateur can be realized.
第6図は、第5図のa−b巌に沿う撮微累子13の断面
構造の概略図である。同図において、14はP形つェル
、15はN形基板%22は保護膜(絶縁膜)を示してい
る。第5図に示す撮1象素子13は、赤外光受光用絵素
人の下部のP形つェル層のみを深くして、前MtJ、た
ように、長波長感度を向上させた構造となっている。こ
の結果、基板深部で光電変換した赤外光映II iit
号成分成分正に得ることができる。詳細については後述
する。FIG. 6 is a schematic diagram of the cross-sectional structure of the micrograph 13 taken along the line a-b in FIG. 5. In the figure, 14 is a P-type well, 15 is an N-type substrate, and 22 is a protective film (insulating film). The photographing element 13 shown in FIG. 5 has a structure in which only the P-type well layer at the bottom of the infrared light receiving element is deepened to improve long wavelength sensitivity, as in the previous MtJ. It has become. As a result, the infrared optical image II
The signal component can be obtained exactly. Details will be described later.
第7図は、第4図の撮像素子13の受光面の他の列を示
した模式図である。この第7図が、前記した第5図の撮
像素子と異なるのは、赤外光受光用絵素人を受光面の周
辺部のみに配置した点である。このような絵素人の配列
とすれば、画面中央での可視光映像信号の屏像度を高く
することができる。ただし、第5図のものに比べて、゛
自動追尾の機能は多少劣化することになる。FIG. 7 is a schematic diagram showing another row of light-receiving surfaces of the image sensor 13 shown in FIG. 4. The difference between the image sensor shown in FIG. 7 and the above-described image sensor shown in FIG. 5 is that the infrared light-receiving picture element is arranged only at the periphery of the light-receiving surface. With such a picture element arrangement, it is possible to increase the degree of viewing of the visible light video signal at the center of the screen. However, compared to the one in FIG. 5, the automatic tracking function will be somewhat degraded.
第8図は、第4図の分離回路12の構成を示すブロック
図である。同図においてh I J + 121はサ
ンプルホールド回路である。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the separation circuit 12 of FIG. 4. In the figure, h I J + 121 is a sample and hold circuit.
分離回路124こ入力された撮+*素子13からの映像
信号Sは、サンプルホールド回路121+122にそれ
ぞれ供給される。また、サンプルホールド回路12..
12□には、それぞれ駆動回路9′からのクロックφ1
.φ、が供給されている。クロックφ1は、前記映像信
号Sの中の可視光映1象信号成分のみをサンプルホール
ドする為の信号であり、クロックφ2は、赤外光映像信
号成分のみをサンプルホールドする為の信号である。こ
の結果、サンプルホールド回路121 r l 2!か
らは、映像信号Sから分離されたOT祝光映深イ6号S
I と赤外光受光部−Is! とがそれぞれ出力される
。The video signal S from the sensor +* element 13 inputted to the separation circuit 124 is supplied to sample and hold circuits 121 and 122, respectively. In addition, the sample hold circuit 12. ..
12□, each clock φ1 from the drive circuit 9'
.. φ, is supplied. The clock φ1 is a signal for sampling and holding only the visible light image signal component in the video signal S, and the clock φ2 is a signal for sampling and holding only the infrared light image signal component. As a result, the sample and hold circuit 121 r l 2! From the OT Shokoei Deep Sea No. 6 S separated from the video signal S
I and infrared light receiving section - Is! are output respectively.
第9図は、第6図のサンプルホールド回路121゜12
、 の動作時の映像信号S、該映像信号Sから分離さ
れた可視元映像催号81および赤外光映像信号S2 と
、サンプルホールド用のクロック(サンプルホールドパ
ルス)φ1.φ、の関係を示す波形図(タイムチャート
)である。映像信号Sにおける符号17はOT祝先光映
像信号成分示し、斜線を付して示した符号18は赤外光
映像信号成分を示す〇
可祝光映1象信号S、を分離するサンプルホールドパル
スφ1は、赤外光映fl 1lit号成分18が出力す
るタイミングにはパルスがないため、この期間は一つ前
の可視光映像信号成分17がホールドされている。この
ように可視光受光部がない箇所(赤外光受光部のある箇
所)は、隣接する同受光部で得た映像信号成分によって
補間する。Figure 9 shows the sample hold circuit 121°12 of Figure 6.
, a video signal S during operation, a visible original video signal 81 and an infrared light video signal S2 separated from the video signal S, and a sample hold clock (sample hold pulse) φ1. 3 is a waveform diagram (time chart) showing the relationship between φ and φ. The code 17 in the video signal S indicates the OT optical video signal component, and the shaded code 18 indicates the infrared optical video signal component. Since there is no pulse at the timing at which the outside light image fl 1 lit signal component 18 is output, the previous visible light image signal component 17 is held during this period. In this way, locations where there is no visible light receiving section (locations where there is an infrared light receiving section) are interpolated using video signal components obtained from the adjacent same light receiving section.
赤外光映tI!信号S、も同様の動作によって、隣接す
る赤外光映像信号成分18をホールドすることによって
得られる@
第1O図は、第6図に示した撮像素子13の断面因にお
ける破線16で囲んだ部分の拡大図である。同図におい
て、19は赤外光光電変換部、19′は可伐光光′14
c変換部、20はアルミ線、21はゲート、40.41
はN膨拡散層を示す。なお。Infrared light reflection! The signal S is also obtained by holding the adjacent infrared light video signal component 18 by the same operation. It is an enlarged view of. In the same figure, 19 is an infrared light photoelectric conversion unit, and 19' is a cuttable light beam '14.
c conversion section, 20 is aluminum wire, 21 is gate, 40.41
indicates an N-swelled diffusion layer. In addition.
赤外光受光用絵素の下部のP形つェル層のみを深くして
、長波長感度(赤外感度)を向上させていることは前述
した通りである。As described above, only the P-type well layer at the bottom of the infrared light receiving picture element is deepened to improve the long wavelength sensitivity (infrared sensitivity).
赤外光は長波長光であるから、基板深部でキャリア(1
子)を生成する。一方、可視光は比較的に浅部でキャリ
アを生成する。したがって、可視光光電変換部19’
の基板深部で生成された赤外光のキャリアは、N形基
板15tこ集められて該基板15のバイアス電圧を供給
する外部vL源に流れる。この結果sOr祝光祝電光電
変換部′ では、基板浅部で生成された可視光のキャ
リアのみがN形波散層40に楽められる。Since infrared light is long wavelength light, carriers (1
child). On the other hand, visible light generates carriers in a relatively shallow area. Therefore, visible light photoelectric conversion section 19'
Infrared light carriers generated deep in the substrate are collected in the N-type substrate 15t and flow to an external vL source that supplies a bias voltage for the substrate 15. As a result, in the sOr photoelectric conversion section', only carriers of visible light generated in the shallow portion of the substrate are absorbed in the N-type wave dispersion layer 40.
一方、赤外光光電変換部19では、基板深部で生成され
た赤外光のキャリアと基板浅部で生成された可視光のキ
ャリヤとが共に、N膨拡散層41に集められる。そこで
、ゲート21に電圧が印加されると、赤外光光電変換部
19からはアルミ線20などを介して赤外光映像信号成
分(第9図の18iこ相当する)が得られる。また、可
視光光電変換部19’ からは同じくアルミ線20など
を介して可視光映像信号成分(第9図の17に相当する
)が得られる。On the other hand, in the infrared photoelectric conversion section 19 , infrared light carriers generated in the deep part of the substrate and visible light carriers generated in the shallow part of the substrate are both collected in the N-swelled diffusion layer 41 . Therefore, when a voltage is applied to the gate 21, an infrared light video signal component (corresponding to 18i in FIG. 9) is obtained from the infrared light photoelectric conversion section 19 via the aluminum wire 20 or the like. Also, a visible light video signal component (corresponding to 17 in FIG. 9) is obtained from the visible light photoelectric conversion section 19' via the aluminum wire 20 or the like.
第12図は、第4図に示す撮1象素子13の他の例の断
面構造を拡大して示した図である。同図において、23
はN形基板、24はP形つェル、25.26はN膨拡散
層、人は赤外及び可視光光電変換部、Bは可視光光電変
換部である。FIG. 12 is an enlarged view showing the cross-sectional structure of another example of the one-image sensing element 13 shown in FIG. 4. In the same figure, 23
24 is an N-type substrate, 24 is a P-type well, 25 and 26 are N-swelled diffusion layers, 1 is an infrared and visible light photoelectric conversion section, and B is a visible light photoelectric conversion section.
赤外光27.28は、長波長光であるから基板深部でキ
ャリア31.32(電子)を生成する。Since the infrared lights 27 and 28 are long wavelength lights, carriers 31 and 32 (electrons) are generated deep in the substrate.
可視光29.30は、比較的浅部でキャリア33゜34
を生成する。キャリア33.34は拡散層25に集めら
れて、既知の適宜の手段によって外部に読み出され1通
常のビデオ信号となる。一方、キャリア31は拡散層2
6に集められるので、これを既知の手段によって外部に
読み出すことにより、赤外光映像信号を得ることができ
る。なお、キャリア32はN形基板23に集められ、該
基板23のバイアス電圧を供給する外部電源に流れる。Visible light 29.30 is relatively shallow and carrier 33°34
generate. The carriers 33, 34 are collected in the diffusion layer 25 and read out to the outside by any suitable known means to form a normal video signal. On the other hand, the carrier 31 is the diffusion layer 2
6, and by reading this out to the outside using known means, an infrared light video signal can be obtained. Note that the carrier 32 is collected on the N-type substrate 23 and flows to an external power source that supplies a bias voltage for the substrate 23.
第13図を用いて、赤外光のキャリアがN形波散層26
に集められ、可視光のキャリアがN膨拡散層25に集め
られる原理を更に詳しく説明する。Using FIG. 13, it is assumed that the carriers of infrared light are
The principle by which carriers of visible light are collected in the N-swelled diffusion layer 25 will be explained in more detail.
同図(m) 、 (b)はそれぞれ第12図におけるイ
ーロ間とハーニ間のポテンシャルを示すものである。Figures (m) and (b) show the potentials between Eero and Harney in Fig. 12, respectively.
P形つェル24には最も低い電圧が印加されるので、第
13図(a) 、 (b)に示すようにP形つェル24
の部分で最もポテンシャルが高くなる。さて、キャリア
33.34はポテンシャルが最大になる所より表面(受
光面)に近い所で生成するので、ボテンンヤルの低い方
、すなわち表面に向かう。一方、キャリア31.32は
ポテンシャルが最大になる所より裏面に近い所で生成す
るので、ポテンシャルの低い方、すなわち表面に向かう
。Since the lowest voltage is applied to the P-type well 24, as shown in FIGS. 13(a) and 13(b), the P-type well 24
The potential is highest in this part. Now, since the carriers 33 and 34 are generated closer to the surface (light receiving surface) than where the potential is maximum, they move towards the lower bottom, that is, the surface. On the other hand, carriers 31 and 32 are generated closer to the back surface than where the potential is maximum, so they move towards the lower potential, that is, the front surface.
したがって、第12図に示すt14&像素子においては
、赤外光のキャリアをN形波散r@zaに集められると
共に、可視光のキャリアをN膨拡散層25に集められる
。この結果、第12図に示す構造の撮像素子を用いれば
、赤外光映像信号と可視光映像信号とを撮像素子におい
て分離することができる。したがって、赤外光光電変換
部を第5図及ぴ第7図のようにまばらに配置することは
もとより、すべての絵素に配置することもできる。Therefore, in the t14 & image element shown in FIG. 12, carriers of infrared light can be collected in the N-shaped wave scattering r@za, and carriers of visible light can be collected in the N-swelled diffusion layer 25. As a result, if an image sensor having the structure shown in FIG. 12 is used, an infrared light video signal and a visible light video signal can be separated in the image sensor. Therefore, it is possible not only to arrange the infrared photoelectric conversion sections sparsely as shown in FIGS. 5 and 7, but also to arrange them in every picture element.
第11図は本発明の自動追尾ビデオカメラの他の実施例
を示すブロック図である。同図Iこおいて、第4図と同
一の符号は同一または同等部分を表わしている。FIG. 11 is a block diagram showing another embodiment of the automatic tracking video camera of the present invention. In FIG. 1, the same reference numerals as in FIG. 4 represent the same or equivalent parts.
本実施例が第4図に示す実施例と異なるのは、制御回路
7#が被写体の重心位置の検出信号に応じて、カメラ方
向を制御する制御信号を出力するだけではなく、ズーム
レンズlのズームの制御も合せて行なうようにした点で
ある。This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 4 in that the control circuit 7# not only outputs a control signal for controlling the camera direction in accordance with the detection signal of the center of gravity position of the subject, but also outputs a control signal for controlling the camera direction. The point is that zoom control is also performed at the same time.
すなわち、被写体が視野内からそれた場合、つまり赤外
光映像信号処理回路6から被写体の重心位置の検出信号
が得られない場合は、これに応じて制御回路7′からズ
ームレンズ1ヘズームをワイド側(広角端)に電化させ
る信号を出力する。That is, when the subject deviates from the field of view, that is, when the detection signal of the center of gravity position of the subject cannot be obtained from the infrared light video signal processing circuit 6, the control circuit 7' causes the zoom lens 1 to widen the zoom accordingly. Outputs a signal to electrify the side (wide-angle end).
このようにすることによって、被写体が視野内からそれ
た場合にも再び被写体を視野内に入れることができるよ
うになり、被写体の重心位置を検出できるようになる。By doing this, even if the subject deviates from the field of view, it is possible to bring the subject back into the field of view, and the position of the center of gravity of the subject can be detected.
この結果、自動追尾を適正に行なうことができる。As a result, automatic tracking can be performed appropriately.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、従来
のように複雑なパターン認識を必要とせず、したがって
比較的簡単な回路構成によって。As is clear from the above description, the present invention does not require complicated pattern recognition as in the prior art, and therefore uses a relatively simple circuit configuration.
最も一般的な被写体である人物の自動追尾を適正に行な
うことができる効果がある。This has the effect of appropriately automatically tracking a person, who is the most common subject.
第1図は本発明の第1の実施例のブロック図。
第2図は、第1図の赤外光映像信号処理回路の一例を示
すブロック図、第3図、第4図は、それぞれ本発明の@
21m3の実施例を示すブロック図、第5図、第7図は
、そnぞれ第4図に示す撮像素子の受光面の模式図、第
6図は第5図のa−b線に沿う撮像素子の断面図、第8
図は、第4図の分離回路の一例を示すブロック図、第9
図は前記分離回路の動作を説明する為の信号波形図、第
1O図は、第6図の破線16で囲んだ部分の拡大図、第
11図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第12
図は撮1a#!素子の他の例を示す断面図、第13図は
第12図でのキャリアの動きを説明する為の図、第14
図は第2図の演算回路の一具体例を示すブロック図、第
15図は、第1図の制御回路の一例を示すブロック図で
ある曇
2・・・ダイクロイックミラー、3・・・可視光受光用
撮l素子% 4・・・赤外光受光用撮像素子、5.5’
・・・可視光映像信号処理回路、6・・・赤外光映像信
号処理回路、 7 、7’・・・制御回路、8・・・制
御装置。
12・・・分離回路、13・・・撮像素子代理人 弁理
士 平 木 道 人第1図
第3図
第 5 図
第6図
第 7 図
第 8 図
第9図
第10図
丁 19
第11図
第12図
第13図
fa) (b)
ボテ7ノヤル ボテ7ノヤル
表面 −一一一ゆ □
裏面FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the infrared light video signal processing circuit shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are respectively @
5 and 7 are schematic diagrams of the light-receiving surface of the image sensor shown in FIG. 4, and FIG. 6 is along line a-b in FIG. 5. Cross-sectional view of the image sensor, No. 8
9 is a block diagram showing an example of the separation circuit of FIG. 4.
The figure is a signal waveform diagram for explaining the operation of the separation circuit, Figure 1O is an enlarged view of the part surrounded by the broken line 16 in Figure 6, and Figure 11 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. , 12th
The picture is shot 1a#! A sectional view showing another example of the element, FIG. 13 is a diagram for explaining the movement of the carrier in FIG. 12, and FIG.
The figure is a block diagram showing a specific example of the arithmetic circuit shown in Fig. 2, and Fig. 15 is a block diagram showing an example of the control circuit shown in Fig. 1. Light receiving element % 4...Image sensor for infrared light receiving, 5.5'
... Visible light video signal processing circuit, 6... Infrared light video signal processing circuit, 7, 7'... Control circuit, 8... Control device. 12...Separation circuit, 13...Image sensor agent Michihito Hiraki, patent attorney Fig. 1 Fig. 3 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 19 Fig. 11 Fig. 12 Fig. 13 fa) (b) Both 7 noyal Both 7 noyal front -111yu □ Back side
Claims (4)
可視光光電変換部で光電変換した電気信号から可視光映
像信号を生成する可視光映像信号処理回路とを有する自
動追尾ビデオカメラにおいて、赤外光を光電変換する赤
外光光電変換部と、前記赤外光光電変換部で光電変換し
た電気信号から被写体の重心位置を検出する検出手段と
、前記検出手段で検出した被写体の重心位置に応じてカ
メラ方向を制御する制御手段と を具備したことを特徴とする自動追尾ビデオカメラ。(1) In an automatic tracking video camera having a visible light photoelectric conversion section that photoelectrically converts visible light, and a visible light video signal processing circuit that generates a visible light video signal from the electrical signal photoelectrically converted by the visible light photoelectric conversion section. , an infrared light photoelectric conversion unit that photoelectrically converts infrared light; a detection unit that detects the position of the center of gravity of the subject from the electrical signal photoelectrically converted by the infrared light photoelectric conversion unit; and a center of gravity of the subject detected by the detection unit; An automatic tracking video camera characterized by comprising a control means for controlling the camera direction according to the position.
、前記可視光光電変換部で光電変換した電気信号とを加
算して低照度時の輝度信号を生成するようにしたことを
特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の自動追尾ビ
デオカメラ。(2) The electric signal photoelectrically converted by the infrared photoelectric conversion section and the electric signal photoelectrically converted by the visible light photoelectric conversion section are added to generate a luminance signal at low illuminance. An automatic tracking video camera according to claim 1.
可視光光電変換部で光電変換した電気信号から可視光映
像信号を生成する可視光映像信号処理回路とを有する自
動追尾ビデオカメラにおいて、赤外光を光電変換する赤
外光光電変換部と、前記赤外光光電変換部で光電変換し
た電気信号から被写体の重心位置を検出する検出手段と
、前記検出手段で検出した被写体の重心位置に応じてカ
メラ方向を制御する制御手段と、 前記検出手段で被写体の重心位置を検出できない時に、
カメラのズームをワイドとする信号を発生出力する手段
と を具備したことを特徴とする自動追尾ビデオカメラ。(3) In an automatic tracking video camera having a visible light photoelectric conversion section that photoelectrically converts visible light, and a visible light video signal processing circuit that generates a visible light video signal from the electrical signal photoelectrically converted by the visible light photoelectric conversion section. , an infrared light photoelectric conversion unit that photoelectrically converts infrared light; a detection unit that detects the position of the center of gravity of the subject from the electrical signal photoelectrically converted by the infrared light photoelectric conversion unit; and a center of gravity of the subject detected by the detection unit; a control means for controlling the camera direction according to the position; and when the detection means cannot detect the center of gravity position of the subject;
An automatic tracking video camera characterized by comprising means for generating and outputting a signal for widening the zoom of the camera.
、前記可視光光電変換部で光電変換した電気信号とを加
算して低照度時の輝度信号を生成するようにしたことを
特徴とする前記特許請求の範囲第3項記載の自動追尾ビ
デオカメラ。(4) The electric signal photoelectrically converted by the infrared photoelectric converter and the electric signal photoelectrically converted by the visible light photoelectric converter are added to generate a luminance signal at low illuminance. An automatic tracking video camera according to claim 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61050608A JP2589469B2 (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Automatic tracking video camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61050608A JP2589469B2 (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Automatic tracking video camera |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62208783A true JPS62208783A (en) | 1987-09-14 |
JP2589469B2 JP2589469B2 (en) | 1997-03-12 |
Family
ID=12863681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61050608A Expired - Fee Related JP2589469B2 (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | Automatic tracking video camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2589469B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011239259A (en) * | 2010-05-12 | 2011-11-24 | Sony Corp | Image processing device, image processing method, and program |
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JPS51834A (en) * | 1974-06-21 | 1976-01-07 | Natsuku Kk | |
JPS58186478U (en) * | 1982-06-04 | 1983-12-10 | 三菱電機株式会社 | Infrared imaging tracking device |
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-
1986
- 1986-03-10 JP JP61050608A patent/JP2589469B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2589469B2 (en) | 1997-03-12 |
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