(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光時間を短時間または長時間で交互に切り替え、それぞれの露光時間に応じて動作し、短時間露光の映像信号または長時間露光の映像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された前記短時間露光の映像信号または前記長時間露光の映像信号を切り替えて出力する画像信号切換器と、
前記画像信号切換器から出力された前記短時間露光の映像信号を記憶する第１のメモリと、
前記画像信号切換器から出力された前記長時間露光の映像信号を記憶する第２のメモリと、
前記第１のメモリおよび前記第２のメモリから、前記短時間露光の映像信号および前記長時間露光の映像信号を並行して読み出し、両方の映像信号を同時に出力する制御手段と、
を具備したことを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のテレビジョンカメラにおいて、露光時間の短時間または長時間の切り替えタイミングは、長時間露光１回に対し、短時間露光を同じ時間のフレーム数だけ実行し、再び長時間露光動作に移行することを特徴とするテレビジョンカメラ。
【請求項３】
請求項２に記載のテレビジョンカメラにおいて、前記制御手段は、前記第１のメモリから、前記短時間露光の映像信号を１フレーム毎に２回ずつ読み出して出力することによって、連続した動画映像を得ることを特徴とするテレビジョンカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暗い撮影環境下において、動きの判別が容易な動画と、ノイズの少ない準動画の２種類の映像を同時に出力することが可能なテレビジョンカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のテレビジョンカメラでは、撮影する環境に応じて撮像素子の露光時間を変化させ、撮影する環境が明るい場合には動画撮影、また、撮影する環境が暗くなるに従って徐々に準動画へ切り替える方式であった。
【０００３】
例えば、特許文献１には、撮影シーンに応じてフレームレートを可変設定することが可能な高速度撮影機能を備えた撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０７２６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、従来のテレビジョンカメラについて、図３および図４を参照して説明する。図３は、従来のテレビジョンカメラの回路構成の一例を示す図である。また、図４は、従来のテレビジョンカメラの動作の一例を示す説明図であって、図４（ａ）は撮像素子からの映像出力を示しており、図４（ｂ）はテレビジョンカメラからの動画映像出力を示している。
従来のテレビジョンカメラＹは、図３に示すように、撮像レンズ１と、撮像素子２と、ＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling）回路３と、ＡＧＣ（Automatic  Gain  Control）回路４と、Ａ／Ｄ変換回路５と、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）回路６と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０８と、駆動回路１０９と、動画／準動画出力用メモリ１１０と、Ｄ／Ａ変換回路１１１と、増幅回路１１２とから構成されている。
【０００６】
撮像レンズ１は、被写体からの光が入射するレンズである。
撮像素子２は、撮像レンズ１を介して入射する光を光電変換し、電荷として画素内に蓄積し、露光終了後に映像信号として出力する。また、撮像素子２は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子である。
ＣＤＳ回路３は、撮像素子２から出力された映像信号（アナログ映像データ）に相関二重サンプリング処理を施して雑音を除去する回路である。
ＡＧＣ回路４は、ＣＤＳ回路３から出力された映像信号をＣＰＵ１０８で指定した所定レベルになるよう調整する回路である。
【０００７】
Ａ／Ｄ変換回路５は、ＡＧＣ回路４から出力された映像信号にアナログ／ディジタル変換処理を施す回路である。
ＤＳＰ回路６は、Ａ／Ｄ変換回路５から出力されたディジタル映像信号に対して各種処理を行う回路である。
【０００８】
ＣＰＵ１０８は、ＡＧＣ回路４のゲインとＤＳＰ回路６で処理する映像信号についての判断と制御を行った後、当該映像信号を動画／準動画出力用メモリ１１０に蓄積させる。また、ＣＰＵ１０８は、撮像素子２の駆動回路１０９を制御すると共に、動画／準動画出力用メモリ１１０に蓄積された映像信号の読み出し制御を行う。
駆動回路１０９は、ＣＰＵ１０８で指定した蓄積時間になるように撮像素子２の電荷読みだしパルスを出力する。
【０００９】
動画／準動画出力用メモリ１１０は、ＤＳＰ回路６から出力された露光時間の短い動画または露光時間の長い準動画の映像信号を蓄積するためのメモリである。
Ｄ／Ａ変換回路１１１は、ＣＰＵ１０８からの制御によって、動画／準動画出力用メモリ１１０から読み出された映像信号にディジタル／アナログ変換処理を施す回路である。
増幅回路１１２は、Ｄ／Ａ変換回路１１１から出力された映像信号を所定のレベルに増幅し出力する回路である。
【００１０】
次に、従来のテレビジョンカメラＹの動作について、図３および図４を参照して説明する。
【００１１】
撮像素子２の露光時間は、撮影する環境などの撮影条件により決定される。例えば、撮影場所が暗い場合には露光時間を長くし、一定のノイズレベルに保つようにする。
ＣＰＵ１０８は、図３に示すように、駆動回路１０９を制御し、撮影環境に応じて、撮像素子２の露光時間を変更させる。
つまり、撮像素子２で得られた映像信号は、例えば、図４（ａ）に示すように、露光時間の短い動画の映像（フレーム（１）、（２）、・・・、（９）、（１０））、露光時間の長い準動画の映像（フレーム（Ａ）、（Ｂ））の順に出力されて動画／準動画出力用メモリ１１０に蓄積される。
そして、図４（ｂ）に示すように、ＣＰＵ１０８によって、動画／準動画出力用メモリ１１０から、露光時間の短い動画の映像（フレーム（１）、（２）、・・・、（９）、（１０））、露光時間の長い準動画の映像（フレーム（Ａ）、（Ｂ））の順に読み出され、増幅回路１１２から出力されることになる。
【００１２】
上記したように、従来のテレビジョンカメラの方式では、露光時間の短い動画または露光時間の長い準動画の映像の内、１種類の映像しかテレビジョンカメラから出力されないため、同じ撮影場面で、ノイズの少ない鮮明な映像と変化を確認するための動画の情報が同時に欲しい場合であっても、どちらか一方の撮影条件の映像しか得ることができなかった。
【００１３】
本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたものであり、１台のテレビジョンカメラを使い、動きのある映像とノイズの少ない鮮明な映像とを同時に出力することが可能なテレビジョンカメラ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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係るテレビジョンカメラは、露光時間を短時間または長時間で交互に切り替え、それぞれの露光時間に応じて動作し、短時間露光の映像信号または長時間露光の映像信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子から出力された前記短時間露光の映像信号または前記長時間露光の映像信号を切り替えて出力する画像信号切換器と、前記画像信号切換器から出力された前記短時間露光の映像信号を記憶する第１のメモリと、前記画像信号切換器から出力された前記長時間露光の映像信号を記憶する第２のメモリと、前記第１のメモリおよび前記第２のメモリから、前記短時間露光の映像信号および前記長時間露光の映像信号を並行して読み出し、両方の映像信号を同時に出力する制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るテレビジョンカメラは、上記したテレビジョンカメラにおいて、露光時間の短時間または長時間の切り替えタイミングは、長時間露光１回に対し、短時間露光を同じ時間のフレーム数だけ実行し、再び長時間露光動作に移行することを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るテレビジョンカメラは、上記したテレビジョンカメラにおいて、前記制御手段は、前記第１のメモリから、前記短時間露光の映像信号を１フレーム毎に２回ずつ読み出して出力することによって、連続した動画映像を得ることを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るテレビジョンカメラは、上記したテレビジョンカメラにおいて、前記制御手段は、前記第２のメモリから、前記長時間露光の映像信号を１フレーム毎に２回ずつ読み出して出力することによって、連続した動画映像を得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、１台のテレビジョンカメラを使い、動きのある映像とノイズの少ない鮮明な映像とを同時に出力することが可能なテレビジョンカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラの回路構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラの動作の一例を示す説明図である。
【図３】従来のテレビジョンカメラの回路構成の一例を示す図である。
【図４】従来のテレビジョンカメラの動作の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラについて説明する。
本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラＸは、撮像素子の露光時間を動画用と準動画用とで交互に切り替え、それぞれの映像をメモリしておき、動画出力および準動画出力に際して、同じ映像を２回ずつ出力することにより、映像が途切れることなく、動き変化の判別が可能な動画映像とノイズが少ない鮮明な準動画映像の２種類の映像を別々に出力することができるものである。
【００２１】
［テレビジョンカメラの回路構成］
本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラＸの回路構成について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラの回路構成の一例を示す図である。なお、図１において、図３と同様の構成については、同様の部番を付してある。
本発明のテレビジョンカメラＸは、図１に示すように、撮像レンズ１と、撮像素子２と、ＣＤＳ（Correlated  Double  Sampling）回路３と、ＡＧＣ（Automatic  Gain  Control）回路４と、Ａ／Ｄ変換回路５と、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）回路６と、映像切替回路７と、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）８と、駆動回路９と、動画出力用メモリ１０と、Ｄ／Ａ変換回路１１と、増幅回路１２と、準動画出力用メモリ１３と、Ｄ／Ａ変換回路１４と、増幅回路１５とから構成されている。
【００２２】
撮像レンズ１は、被写体からの光が入射するレンズである。
撮像素子２は、撮像レンズ１を介して入射する光を光電変換し、電荷として画素内に蓄積し、露光終了後に映像信号として出力する。また、撮像素子２は、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像素子である。
ＣＤＳ回路３は、撮像素子２から出力された映像信号（アナログ映像データ）に相関二重サンプリング処理を施して雑音を除去する回路である。
ＡＧＣ回路４は、ＣＤＳ回路３から出力された映像信号をＣＰＵ８で指定した所定レベルになるよう調整する回路である。
【００２３】
Ａ／Ｄ変換回路５は、ＡＧＣ回路４から出力された映像信号にアナログ／ディジタル変換処理を施す回路である。
ＤＳＰ回路６は、Ａ／Ｄ変換回路５から出力されたディジタル映像信号に対して各種処理を行う回路である。
映像切替回路７は、ＣＰＵ８からの制御によって、露光時間の短い動画の映像信号と露光時間の長い準動画の映像信号とを切り替えて出力する回路である。
【００２４】
ＣＰＵ８は、ＡＧＣ回路４のゲインとＤＳＰ回路６で処理する映像信号についての判断と制御を行った後、当該映像信号を映像切替回路７に出力させる。
また、ＣＰＵ８は、撮像素子２の駆動回路９を制御すると共に、動画出力用メモリ１０および準動画出力用メモリ１３に蓄積された映像信号の読み出し制御を行う。
駆動回路９は、ＣＰＵ８で指定した蓄積時間になるように撮像素子２の電荷読みだしパルスを出力する。
【００２５】
動画出力用メモリ１０は、映像切替回路７から出力された露光時間の短い動画の映像信号を蓄積するためのメモリである。
Ｄ／Ａ変換回路１１は、ＣＰＵ８からの制御によって、動画出力用メモリ１０から読み出された映像信号にディジタル／アナログ変換処理を施す回路である。
増幅回路１２は、Ｄ／Ａ変換回路１１から出力された映像信号を所定のレベルに増幅し出力する回路である。
【００２６】
準動画出力用メモリ１３は、映像切替回路７から出力された露光時間の長い準動画の映像信号を蓄積するためのメモリである。
Ｄ／Ａ変換回路１４は、ＣＰＵ８からの制御によって、準動画出力用メモリ１３から読み出された映像信号にディジタル／アナログ変換処理を施す回路である。
増幅回路１５は、Ｄ／Ａ変換回路１４から出力された映像信号を所定のレベルに増幅し出力する回路である。
【００２７】
［テレビジョンカメラの動作］
次に、本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラの動作について、図２を参照して説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラの動作の一例を示す説明図であって、図２（ａ）は撮像素子からの映像出力を示しており、図２（ｂ）はテレビジョンカメラからの動画映像出力を示しており、また、図２（ｃ）はテレビジョンカメラからの準動画映像出力を示している。
【００２８】
［１］  ＣＰＵ８は、駆動回路９に制御信号を送信し、撮像素子２の露光時間を短時間（動画）または長時間（準動画）で交互に切り替えて動作させ、図２（ａ）に示すように、動画（フレーム（１）〜（５））、準動画（フレーム（Ａ））、動画（フレーム（６）〜（１０））、準動画（フレーム（Ｂ））、・・・の順に、映像信号を撮像素子２から出力させる。露光時間の切り替えのタイミングは、例えば、長時間露光１回に対し、短時間露光を同じ時間のフレーム数だけ実行し、再び長時間露光動作に移行するようにする。
そして、ＣＰＵ８は、映像切替回路７から出力された露光時間の短い動画の映像信号は動画出力用メモリ１０に、また、映像切替回路７から出力された露光時間の長い準動画の映像信号は準動画出力用メモリ１３に蓄積させる。
［２］  短時間露光の動画映像の場合、ＣＰＵ８は、図２（ｂ）に示すように、動画出力用メモリ１０から、２回ずつ同じ動画映像を読み出して出力（フレーム（１）、（１）、（２）、（２））、・・・、（１０）、（１０））することにより、連続した動画映像を得ることができる。
［３］  長時間露光の準動画映像の場合、ＣＰＵ８は、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）と同様に、２回ずつ同じ準動画映像を読み出して出力（フレーム（Ａ）、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｂ））することにより、連続した動画映像を得ることができる。
この結果、時間変化を把握することが可能な短時間露光映像（動画）とノイズの少ない長時間露光映像（準動画）を同時に得ることが可能となる。
【００２９】
以上説明したように、本発明の一実施形態に係るテレビジョンカメラによれば、１台のテレビジョンカメラを使い、動きのある映像とノイズの少ない鮮明な映像とを同時に出力することが可能なテレビジョンカメラを提供することができる。
【００３０】
また、監視カメラにおいて、普段はノイズの少ない準動画の映像で監視を行っていて、例えば、不意に、土砂災害や逃走犯等の移動する物体をとらえる必要が生じた場合でも、移動物体の鮮明な映像を出力することが可能となる。
【００３１】
なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、暗い撮影環境下において、動きの判別が容易な動画と、ノイズの少ない準動画の２種類の映像を同時に出力して監視業務を行う産業で利用される。
【符号の説明】
【００３３】
１：撮像レンズ、２：撮像素子、３：ＣＤＳ回路、４：ＡＧＣ回路、５：Ａ／Ｄ変換回路、６：ＤＳＰ回路、７：映像切替回路、８：ＣＰＵ、９：駆動回路、１０：動画出力用メモリ、１１：Ｄ／Ａ変換回路、１２：増幅回路、１３：準動画出力用メモリ、１４：Ｄ／Ａ変換回路、１５：増幅回路、１０８：ＣＰＵ、１０９：駆動回路、１１０：動画／準動画出力用メモリ、１１１：Ｄ／Ａ変換回路、１１２：増幅回路。
Ｘ：テレビジョンカメラ、Ｙ：テレビジョンカメラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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