(57)【要約】【課題】常に監視対象を容易かつ迅速に認識することができる撮像装置および監視装置を提供すること。【解決手段】可視領域または近赤外領域で被写体を撮像する光軸Ｃ１を有した近赤外線カメラ１０と、遠赤外領域で被写体を撮像する光軸Ｃ１に平行な光軸Ｃ２を有し近赤外線カメラ１０に隣接配置された遠赤外線カメラ２０と、近赤外線カメラ１０のズーム機能と遠赤外線カメラ２０のズーム機能とを連動させて同じ視野角をもたせ、近赤外線カメラ１０が撮像した近赤外画像および遠赤外線カメラ２０が撮像した遠赤外画像を同時に取得させる撮像制御部３１と、撮像制御部３１が取得した近赤外画像と遠赤外画像とを同一の出力部５０画面上に切替出力させる外部出力制御部３６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長領域で被写体を撮像する所定光軸を有した第１撮像部と、
前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域で被写体を撮像する前記所定光軸に平行な光軸を有し前記第１撮像部に隣接配置された第２撮像部と、
前記第１撮像部の第１ズーム機能と前記第２撮像部の第２ズーム機能とを連動させて同じ視野角をもたせ、前記第１撮像部が撮像した第１画像および前記第２撮像部が撮像した第２画像を同時に取得させる撮像制御部と、
前記撮像制御部が取得した前記第１画像と前記第２画像とを同一の出力部画面上に切替出力させる出力制御部と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記出力制御部は、前記第１画像と前記第２画像とを重ね合わせて出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１画像と前記第２画像とに対して所定の画像処理を施して重ね合わせた合成画像を生成する画像処理部を備え、
前記出力制御部は、前記合成画像を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１撮像部は、遠赤外領域の画像を取得し、第２撮像部は、可視領域または近赤外領域の画像を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１ズーム機能および第２ズーム機能は、デジタルズーム機能を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の撮像装置と、
前記所定光軸に平行な光軸を有して前記撮像装置に隣接配置されて監視対象までの距離を測定するレーザ測距装置と、
現在位置を測定するＧＰＳ装置と、
現在位置から監視対象への方位を測定する方位計と、
前記レーザ測距装置が測定した距離と前記ＧＰＳ装置が測定した現在位置と前記方位計が測定した現在位置から監視対象への方位をもとに、監視対象の位置を測定する測定部と、
を備え、前記撮像装置の出力部画面に出力された画像内の所定位置に監視対象が存在する状態で、前記測定部によって前記監視対象の位置を測定させることを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる波長領域で撮像する複数の撮像部を用いて監視対象の画像を取得する撮像装置および監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、遠赤外線カメラは、熱線としての性質をもつ遠赤外線を検出して撮像しているため、照明がなく、暗い場所であっても、照明があるところと同様な画像を取得することができる。しかし、温度差をもちいて画像を取得するため、可視領域あるいは近赤外線領域を撮像するカメラに比して解像度が低い。一方、可視領域あるいは近赤外領域を撮像するカメラは、日中など反射光量の多い場合、解像度の高い画像を得ることができる。
【０００３】
なお、特許文献１には、赤外線カメラで侵入者を検知し、その方向へ高感度カラーカメラを向け、必要に応じて投光器を点灯することで鮮明な画像を得ることができるものが記載されている。また、この特許文献１には、レーザ測距装置を備え、侵入者までの距離を測定できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８４９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたものでは、赤外線カメラで取得された画像と、高感度カラーカメラで取得された画像とは、別個のモニタに表示されるとともに、視野角も異なるため、たとえば、監視対象がカモフラージュしている場合などでは、それぞれの画像を参照する必要があるため、監視対象を容易かつ迅速に認識できない場合があるという問題点があった。
【０００６】
一方、防衛関係、警察治安関係、セキュリティ関係で用いる撮像装置あるいは監視装置では、昼夜を問わず、投光せずに、監視対象を容易かつ迅速に認識できることが強く要望されている。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、常に監視対象を容易かつ迅速に認識することができる撮像装置および監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、第１の波長領域で被写体を撮像する所定光軸を有した第１撮像部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域で被写体を撮像する前記所定光軸に平行な光軸を有し前記第１撮像部に隣接配置された第２撮像部と、前記第１撮像部の第１ズーム機能と前記第２撮像部の第２ズーム機能とを連動させて同じ視野角をもたせ、前記第１撮像部が撮像した第１画像および前記第２撮像部が撮像した第２画像を同時に取得させる撮像制御部と、前記撮像制御部が取得した前記第１画像と前記第２画像とを同一の出力部画面上に切替出力させる出力制御部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記出力制御部は、前記第１画像と前記第２画像とを重ね合わせて出力することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記第１画像と前記第２画像とに対して所定の画像処理を施して重ね合わせた合成画像を生成する画像処理部を備え、  前記出力制御部は、前記合成画像を出力することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記第１撮像部は、遠赤外領域の画像を取得し、第２撮像部は、可視領域または近赤外領域の画像を取得することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明にかかる撮像装置は、上記の発明において、前記第１ズーム機能および第２ズーム機能は、デジタルズーム機能を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明にかかる監視装置は、上記の発明のいずれか一つに記載の撮像装置と、前記所定光軸に平行な光軸を有して前記撮像装置に隣接配置されて監視対象までの距離を測定するレーザ測距装置と、現在位置を測定するＧＰＳ装置と、現在位置から監視対象への方位を測定する方位計と、前記レーザ測距装置が測定した距離と前記ＧＰＳ装置が測定した現在位置と前記方位計が測定した現在位置から監視対象への方位をもとに、監視対象の位置を測定する測定部と、を備え、前記撮像装置の出力部画面に出力された画像内の所定位置に監視対象が存在する状態で、前記測定部によって前記監視対象の位置を測定させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１の波長領域で被写体を撮像する所定光軸を有した第１撮像部と、前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域で被写体を撮像する前記所定光軸に平行な光軸を有し前記第１撮像部に隣接配置された第２撮像部とを備え、撮像制御部が、前記第１撮像部の第１ズーム機能と前記第２撮像部の第２ズーム機能とを連動させて同じ視野角をもたせ、前記第１撮像部が撮像した第１画像および前記第２撮像部が撮像した第２画像を同時に取得させ、出力制御部が、前記撮像制御部が取得した前記第１画像と前記第２画像とを同一の出力部画面上に切替出力させるようにしているので、常に監視対象を容易かつ迅速に認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示した出力部画面上に表示される画像の一例を示す図である。
【図３】図３は、この発明の実施の形態である監視装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３に示した監視装置の上部筐体を除いた外観構成を示す平面図である。
【図５】図５は、図３に示した監視装置の上部筐体を除いた外観構成を示す正面図である。
【図６】図６は、図３に示した監視装置の上部筐体を除いた外観構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、図３に示した測定部によって監視対象の位置を測定する際の出力部画面上の表示状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる撮像装置および監視装置の実施の形態について説明する。
【００１７】
（撮像装置）
図１は、本発明の実施の形態である撮像装置の構成を示すブロック図である。図１において、この撮像装置１は、大きく、可視領域あるいは近赤外領域で撮像する近赤外線カメラ１０と、遠赤外領域で撮像する遠赤外線カメラ２０と、近赤外線カメラ１０および遠赤外線カメラ２０に接続され、これらの撮像の制御を行う撮像制御モジュール３０とを有する。なお、撮像制御モジュール３０には、撮像のための操作入力を行う撮像操作部４０および撮像結果を出力する出力部５０が接続される。
【００１８】
近赤外線カメラ１０は、近赤外撮像光学系１１と、この近赤外撮像光学系１１を介して入力される可視領域あるいは近赤外領域の光を受光して撮像するＣＣＤやＣ−ＭＯＳなどの近赤外固体撮像素子１２と、この近赤外固体撮像素子１２に対する撮像処理を駆動させる近赤外センサモジュール１３と、近赤外撮像光学系１１のズーミングを行わせる駆動系としてのズーム機能１４とを有する。なお、近赤外撮像光学系１１と近赤外固体撮像素子１２との間には、近赤外カットフィルタ１６が挿脱可能となっている。近赤外カットフィルタ１６が挿入されている場合には、可視領域の光のみが近赤外固体撮像素子１２に入力されて可視画像を取得することができる。一方、近赤外カットフィルタ１６が抜かれている場合には、可視領域と近赤外領域とを合わせた領域の光が近赤外固体撮像素子１２に入力されて可視領域と近赤外領域とを含んだ近赤外画像を取得することができる。
【００１９】
遠赤外線カメラ２０は、遠赤外撮像光学系２１と、この遠赤外撮像光学系２１を介して入力される遠赤外領域の光を受光して撮像するボロメータ型の撮像素子である遠赤外固体撮像素子２２と、この遠赤外固体撮像素子２２に対する撮像処理を駆動させる遠赤外センサモジュール２３と、遠赤外撮像光学系２１のズーミングを行わせる駆動系としてのズーム機能２４とを有する。なお、この撮像装置１は、可搬型であり、近赤外線カメラ１０および遠赤外線カメラ２０のいずれも、機械的動作不良を少なくするため、シャッタレスで撮像処理を行っているが、これに限らない。
【００２０】
撮像操作部４０は、ズーミングを行うためのボタンや、レリーズボタンなどを有するとともに、近赤外線カメラ１０によって撮像された近赤外画像と遠赤外線カメラ２０によって撮像された遠赤外画像とのいずれか一方のみの出力、あるいは双方の重ね合わせ画像あるいは合成画像の出力を指示するボタンも有する。もちろん、電源スイッチも有する。
【００２１】
出力部５０は、撮像制御モジュール３０から出力される画像を出力するものであり、たとえば電子ビューファインダなどによって実現される。なお、液晶パネルなどによって直接表示出力してもよいし、無線あるいは有線によって外部出力してもよい。この撮像装置は、可搬型であることが好ましく、可搬型で監視対象に知られたくない場合には、電子ビューファインダなどに出力することが好ましい。
【００２２】
撮像制御モジュール３０は、撮像制御部３１を有する。撮像制御部３１は、近赤外線カメラ１０および遠赤外線カメラ２０による撮像制御を行うが、特にそれぞれの光学ズーム機能であるズーム機能１４，２４によるズームを同じにして近赤外固体撮像素子１２と遠赤外固体撮像素子２２とがそれぞれ取得する画像の視野角（画角）が同じになるように連動させる制御を行う。
【００２３】
したがって、撮像操作部４０から制御部３４を介してズーム指示があった場合、近赤外線カメラ１０と遠赤外線カメラ２０とのズーム倍率は常に同じとなる。しかも、この実施の形態では、近赤外線カメラ１０の光軸Ｃ１と遠赤外線カメラ２０の光軸Ｃ２とは平行であり、近赤外線カメラ１０と遠赤外線カメラ２０とは隣接配置されるため、光軸Ｃ１，Ｃ２は、ほぼ同一の光軸を有することになる。この結果、近赤外線カメラ１０が取得する近赤外画像と遠赤外線カメラ２０が取得する遠赤外画像とは、常に同一の被写体領域をもつ画像が取得されることになる。
【００２４】
なお、信号処理部３２は、近赤外線カメラ１０によって取得された画像信号と遠赤外線カメラ２０によって取得された画像信号とが入力され、それぞれ増幅やノイズ除去などの各種の信号処理を行うが、デジタルズーム機能１４ａ，２４ａも有する。デジタルズーム機能１４ａは、近赤外固体撮像素子１２が取得した画像に対するデジタルズーム処理を行い、デジタルズーム機能２４ａは、遠赤外固体撮像素子２２が取得した画像に対するデジタルズーム処理を行う。
【００２５】
このため、撮像制御部３１は、光学ズームを行うズーム機能１４，２４に対してのみではなく、デジタルズームを行うデジタルズーム機能１４ａ，２４ａに対してもズーム倍率がそれぞれ常に同一となるように制御する。
【００２６】
また、撮像制御部３１は、撮像操作部４０のレリーズボタンの押下を受けると、近赤外線カメラ１０と遠赤外線カメラ２０との撮像を常に同時に行うように制御している。したがって、信号処理部３２には、常に近赤外線カメラ１０側と遠赤外線カメラ２０側との双方から画像信号が同時に送られてくる。
【００２７】
画像処理部３３は、撮像操作部４０の指示あるいは予め設定されることによって、信号処理部３２によって処理された近赤外画像と遠赤外画像とに対してエッジ処理などの所定の画像処理を施し、それぞれを重ね合わせた合成画像を生成する。
【００２８】
外部出力制御部３６は、撮像操作部４０からの指示によって、同時に取得された近赤外画像と遠赤外画像とを、電子ビューファインダなどの同一の出力部５０画面上に切替出力する。また、外部出力制御部３６は、撮像操作部４０からの指示によって、画像処理部３３が生成した合成画像を出力部５０画面上に出力する。
【００２９】
なお、メモリ３５は、撮像制御モジュール３０内で用いる各種の情報を格納する。また、制御部３４は、上述した撮像制御モジュール３０内の各部を制御し、ＣＰＵなどによって実現される。
【００３０】
ここで、出力部５０の具体的な出力内容について説明する。図２は、出力部５０に出力された具体例を示している。図２において、画像Ａ１は、近赤外画像であり、樹木ａ１に一部隠れた犬ａ２が撮像されている。この画像Ａ１は、可視領域および近赤外領域の画像であるため、犬ａ２の一部が樹木ａ１に隠れた状態で撮像される。一方、画像Ａ２は、遠赤外画像であり、同一視野角をもち、ほぼ同じ光軸をもった画像が得られ、樹木ａ１があるにもかかわらず、遠赤外領域の画像であるため、温度の高い犬ａ２の全体が撮像されている。
【００３１】
外部出力制御部３６は、切替出力の場合、同一の出力部５０画面上に、画像Ａ１と画像Ａ２とを交互に出力するが、同一の視野角で、ほぼ同一の光軸であるため、切替出力であっても、画像Ａ１と画像Ａ２との不足した画像情報を互いに補う情報量の大きい画像Ａ３を認識することができる。
【００３２】
なお、外部出力制御部３６が、重ね合わせ出力する出力する場合、直ちに画像Ａ３を出力部５０画面上に出力することができる。さらに、外部出力制御部３６が、合成画像を出力する場合、画像Ａ３がさらに鮮明になった画像を出力することができる。
【００３３】
なお、出力部５０は、電子ビューファインダなどの表示画面に限らず、たとえば送受信機能を有する通信部であってもよい。
【００３４】
また、上述した実施の形態では、撮像装置１が静止画を取得することを前提として述べたが、これに限らず、動画を取得するものであってよい。
【００３５】
さらに、上述した実施の形態では、可視領域または近赤外領域と、遠赤外領域との画像取得を一例として挙げたが、これに限らず、撮像する波長領域が異なる２以上の撮像部をもつ場合にも適用することができる。たとえば、遠赤外領域に替えて紫外領域の画像を取得するようにしてもよい。
【００３６】
この実施の形態では、近赤外線カメラ１０の光軸Ｃ１と遠赤外線カメラ２０の光軸Ｃ２とを平行にしてそれぞれを近接配置し、撮像制御部３１が近赤外線カメラ１０と遠赤外線カメラ２０とのズーム機能を連動させて同じ視野角をもとう画像をそれぞれ同時に撮像させ、外部出力制御部３６が、同一の出力部５０画面上に切替出力、あるいは重ね合わせ出力、あるいは合成画像を出力するようにしているので、監視対象の画像を容易かつ迅速に認識することができる。
【００３７】
（監視装置）
図３は、この発明の実施の形態である監視装置の構成を示すブロック図である。また、図４は、この監視装置の上部筐体を除いた外観構成を示す平面図である。図５は、この監視装置の上部筐体を除いた外観構成を示す正面図である。さらに、図６は、この監視装置の上部筐体を除いた外観構成を示す斜視図である。
【００３８】
図３〜図６において、この監視装置１００は、上述した撮像装置を組み込んだものであり、同一構成部分には同一符号を付している。なお、この監視装置１００は、可搬型の監視装置である。撮像制御モジュール３０を含む監視制御モジュール１６０には、近赤外線カメラ１０、遠赤外線カメラ２０、レーザ測距装置１１０、ＧＰＳ装置１２０、方位計１３０、出力部５０、通信部１５０、および撮像操作部４０を含む操作部１４０が接続される。なお、バッテリ１９０は、上述した各構成部分に電源供給を行うものである。
【００３９】
レーザ測距装置１１は、送光部１１１および受光部１１０を有し、それぞれの光軸Ｃ３，Ｃ４は、光軸Ｃ１，Ｃ２に平行であり、近赤外線カメラ１０および遠赤外線カメラ２０に隣接配置される。レーザ測距装置１１０は、送光部１１１から出射されたレーザ光が監視対象から反射して受光部１１２で受光されるまでの時間差をもとにレーザ測距装置１１０と監視対象との間の距離を測定する。
【００４０】
ＧＰＳ装置１２０は、衛星からの情報をもとに、自己位置（現在座標）を求める。方位計１３０は、現在位置から監視対象への方位を求める。
【００４１】
監視制御モジュール１７０内には、測定部１７０を有し、測定部１７０は、レーザ測距装置１１０が求めた現在位置から監視対象までの距離と、ＧＰＳ装置１２０が求めた現在位置と、方位計１３０が求めた現在位置から監視対象への方位とをもとに、監視対象の位置（絶対座標）を測定する。
【００４２】
操作者が、接眼レンズ５２および接眼レンズ光学系５１を介して出力部５０としての電子ビューファインダ上で監視対象を認識すると、操作者は、電子ビューファインダ内の中心にあるマーカ位置に監視対象が位置するように、監視装置１００全体を動かし、監視対象がマーカ位置に位置した時点で、操作部１４０のボタンを押下する。たとえば、図７の画像Ａ３が電子ビューファインダに表示された状態で、監視対象である犬ａ２を認識した場合、監視装置１００全体を動かして、図７の画像Ａ４に示すように、犬ａ２の位置がマーカＭの位置となるようにし、この時点で操作部１４０のボタンを押下する。
【００４３】
この距離測定のためのボタンの押下によって、制御部１８０は、レーザ測距装置１１０にレーザ光を出射させて監視対象の位置までの距離を測定させる。と同時に、制御部１８０は、ＧＰＳ装置１２０に監視装置１００の現在位置を求めさせ、方位計１３０に監視対象への方位を求めさせる。そして、測定部１７０は、この求められた距離、位置、方位をもとに、監視対象、たとえば犬ａ２の位置（絶対座標）を測定する。
【００４４】
撮像制御モジュール３０は、この距離測定のボタンの押下とは別に、近赤外画像と遠赤外画像とを撮像し表示し続けているが、このボタンの押下と同時に近赤外画像と遠赤外画像、あるいは重ね合わせ画像、合成画像などを取得して保存する。そして、制御部１８０は、測定部１７０によって測定された監視対象の位置と、この監視対象の画像とを対応付けて保存する。その後、この監視対象の位置と画像とは、通信部１５０を介し、無線あるいは有線によって外部出力する。もちろん、出力部５０で現在表示している監視対象の位置を同じ画面上に表示出力するようにしてもよい。すなわち、この監視装置１００は、ターゲットロケータとして機能する。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる撮像装置および監視装置は、たとえば可視領域または近赤外領域のカメラと、遠赤外領域の遠赤外線カメラとを用いた可搬型の撮像装置に有用であり、特に可搬型のターゲットロケータに適している。
【符号の説明】
【００４６】
１  撮像装置
１０  近赤外線カメラ
１１  近赤外撮像光学系
１２  近赤外固体撮像素子
１３  近赤外センサモジュール
１４，２４  ズーム機能
１４ａ，２４ａ  デジタルズーム機能
２０  遠赤外線カメラ
２１  遠赤外撮像光学系
２２  遠赤外固体撮像素子
２３  遠赤外センサモジュール
３０  撮像制御モジュール
３１  撮像制御部
３２  信号処理部
３３  画像処理部
３４，１８０  制御部
３５  メモリ
３６  外部出力制御部
４０  撮像操作部
５０  出力部
５１  接眼レンズ光学系
５２  接眼レンズ
１００  監視装置
１１０  レーザ測距装置
１１１  送光部
１１２  受光部
１２０  ＧＰＳ装置
１３０  方位計
１４０  操作部
１５０  通信部
１６０  監視制御モジュール
１７０  測定部
１９０  バッテリ
Ｃ１〜Ｃ４  光軸
２２  キャリア周波数制御部
Ｃ  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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