JP2006229564A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明手段を使用する必要のある明るさで観察対象物の撮像と、照明手段を使用する必要のない明るさにある観察対象物の撮像に当たって、自動利得制御手段の制御モードを適切に設定することができる撮像装置を提供すること。
【解決手段】 撮像素子と、撮像素子から得られた撮像信号をモニタに映像として表示できるように処理を行う撮像信号処理手段と、撮像方向を照明する照明手段と、照明手段を照明状態と非照明状態とに切り換える照明切換手段とを備える撮像装置において、撮像信号処理手段に設けられる自動利得制御手段の利得制御モードは、照明手段が照明状態にあるときにおいて撮像信号に対して照明手段により照明される観察対象物の明るさに適した利得制御を行う第１利得制御モードと、照明手段が非照明状態にあるときにおいて撮像信号に対して照明手段によらない観察対象物の明るさに適した利得制御を行う第２利得制御モードの２つのモードを備えていることとした。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮像素子を用いて撮像を行う撮像装置に関するものであり、特に、照明装置を備え、この照明装置により観察対象物を照明することができる撮像装置に係るものである。

レンズ光学系とこのレンズ光学系の結像位置に配置される電荷結合素子などの撮像素子を有する撮像部を備え、この撮像部からの撮像信号を信号ケーブルを介してモニタに伝送し、モニタにおいて観察対象物の映像を表示することができるようにした撮像装置が知られている。

このような撮像装置は、撮像部を体腔内や機械装置内部、あるいは配水管などの人間が直接見ることができない物等の内部に進入させ、モニタを介して内部の様子を観察する用途にも供されることがあり、このような用途に供される撮像装置は、一般に、内視鏡装置と称されている。

内視鏡装置として使用される撮像装置が撮像しようとする観察対象物は、物の内部にあることから室内の照明灯や日照などの光（以下、このような食事や事務などの日常的な生活における作業が行なわれる明るさの光を日常生活光と記載する。）が届き難く観察対象物の照度は低いことが多い。

そのため、内視鏡装置の撮像部の先端部には、ＬＥＤなどの小型の照明装置がレンズ光学系に併設して備えられ、この照明装置により観察対象物を照明することができるようにしているものがある。このように撮像装置の撮像部に備えられる照明装置のことを、以下の記載において、「併設型照明装置」と記載することとする。

このような併設型照明装置が備えられた内視鏡装置を用いて、例えば、日常生活光が届かない暗い体腔内を観察すると、併設型照明装置により明るく照明された観察対象物の撮像をモニタを介して観察できる。

ところで、観察対象物の明るさは、内部に外部の日常生活光が全く届かない状態の併設型照明装置だけの照明による場合と、外部の日常生活光が多少なりとも届き、併設型照明装置の照明に外部の日常生活光が加わった場合とでは違い、また観察対象物と併設型照明装置との距離によっても変化する。そのため、内視鏡装置には、一般に、撮像素子から出力された撮像信号を一定の強度レベルになるように撮像信号の増幅率、すなわち利得の制御を行う自動利得制御回路（以下、ＡＧＣ回路と記載する。）が設けられている。

このＡＧＣ回路により、撮像部が進入された内部の明るさに違いが存在する場合や、観察対象物と併設照明装置との距離の違いによって観察対象物の明るさが変化し撮像素子の露光量が変動した場合でも、ＡＧＣ回路から出力された撮像信号の強度レベルは一定に保たれるため、モニタにおいては、観察対象物を適切な明るさの映像として見ることができるようになっている。

このような照明装置とＡＧＣ回路を備えた内視鏡装置について改良した提案が特開平６−９０９００号に開示されている。この特開平６−９０９００号に開示される内視鏡装置は体腔内の観察用に用いられるもので、照明装置として、キセノンランプと、このキセノンランプが故障あるいは寿命などにより断線したときに非常用の照明装置として備えられているハロゲンランプとを備え、これら２つの照明装置に対応させてＡＧＣ回路の利得制御の設定を変えることができるように構成されている。

つまり、キセノンランプはハロゲンランプに比べて明るい光源が得られるため通常の診察時にはこのキセノンランプを使用し、このキセノンランプが使用されている間はキセノンランプの明るい照明光によってハレーションが発生しないように、利得が高くなりすぎないような利得制御の設定としている。逆に、明るい照明が得られない非常用のハロゲンランプが使用されている間は利得が高くなるような利得制御の設定とし、利得を高くすることに伴ってノイズの発生が多くなったとしても観察する視界を確保することを優先して明るい映像を観ることができるようにしている。

特開平６−９０９００号

上述したような、観察対象物の明るさの変化に対してある程度の対応ができるようにＡＧＣ回路を設けた内視鏡装置は、物等の内部といった暗いところにある観察対象物を撮像することを前提としてＡＧＣ回路の制御を行っている。また、内視鏡装置は、物等の内部といった狭い空間内にある観察対象物を撮像する目的から近距離を撮像できるように焦点距離が短く設定されている。

ところで、このような近距離を観察できる内視鏡装置の機能を生かすことにより、例えば、物の表面の状態や電気回路基板における素子の半田付けの状態をモニタにおいて拡大して観察するといったように、内視鏡装置を物等の内部を観察することだけに限らない用途に使用することもできる。また、被写界深度を近距離から遠距離に大きく設定すれば、室内や屋外を撮像する監視カメラなどのように比較的遠距離にある観察対象物を撮像する目的にも内視鏡装置を使用することができる。

しかしながら、内視鏡装置のこのような物の表面等の撮像や監視カメラ的な撮像を行う用途での使用には、日常生活光による照明が得られる状況下で使用することが多いと考えられる。一方、物等の内部等の撮像に際しては、併設型照明装置による照明がほとんどの状況下で使用されると考えられる。つまり、内視鏡装置を物の表面等の撮像や監視カメラ的な撮像を行う用途に使用する場合と物等の内部の撮像を行う用途に使用する場合とでは、照明の明るさに大きな差がある。

そのため、例えば、併設型照明装置による暗い状況下で撮像したときに、明るいモニタ映像が得られるようにＡＧＣ回路の利得制御を設定した場合には、日常生活光による明るさの下では、モニタ映像がハレーションを起こす虞があり好ましくない。

逆に、日常生活光による明るさに合わせてＡＧＣ回路の利得制御を設定した場合には、併設型照明装置による暗い環境の下では、モニタ映像は暗くなり観難くなってしまうという不都合がある。

上述した特許文献１に開示されるように照明光の種類に応じて利得制御の設定を変える内視鏡装置も提案されているが、この提案は、物等の内部にある観察対象物を併設型照明装置により照明している暗い状況下を前提とした利得制御であり、観察対象物による照明の明るさの差が、併設型照明装置による場合と日常生活光による場合といったような大きな差にまで対応した利得制御となっていない。

そこで、本発明は、併設型照明装置による暗い照明により照明される観察対象物を撮像する場合であっても、日常生活光による照明光による明るい照明により照明される観察対象物を撮像する場合であっても、モニタにおいて良好な映像を観ることができるように、撮像装置の使用目的に対応してＡＧＣ回路の利得制御の設定を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、撮像素子と、撮像素子から得られた撮像信号をモニタに映像として表示できるように処理を行う撮像信号処理手段と、撮像方向を照明する照明手段と、照明手段を照明状態と非照明状態とに切り換える照明切換手段とを備える撮像装置において、撮像信号処理手段に設けられる自動利得制御手段の利得制御モード は、照明手段が照明状態にあるときにおいて撮像信号に対して照明手段により照明される観察対象物の明るさに適した利得制御を行う第１利得制御モードと、照明手段が非照明状態にあるときにおいて撮像信号に対して照明手段によらない観察対象物の明るさに適した利得制御を行う第２利得制御モードの２つのモードを備えていることを特徴とする。

このように構成することにより、暗い場所にある観察対象物が照明装置によって照明されているときには、自動利得制御手段の制御モードが、照明装置により照明される観察対象物の明るさに適した第１利得制御モードになり、また、観察対象物が照明装置を必要としない明るい場所にあり照明装置が消灯している際には、自動利得制御手段の制御モードが、照明装置によらない観察対象物の明るさに適した第２利得制御モードになる。そのため、観察対象物が暗い場所にあり照明装置によって照明されているときと、観察対象物が照明装置を必要としない明るい場所にあるときとに応じて、観察対象物の撮像を好適な明るさでモニタに表示することができる。

また、本発明においては、利得制御モードが第１利得制御モードと第２利得制御モードのいずれにあるかを示す利得制御モード表示手段を備えることを特徴とする。

このように構成することにより、自動利得制御手段の制御モードが第１利得制御モードと第２利得制御モードのいずれにあるかを知ることができるので、各制御モードに適しない明るさで観察対象物を撮像してしまうというミスを防ぐことができる。

またさらに、本発明においては、照明手段が非照明状態にあるときに撮像素子から得られる撮像信号レベルが所定値よりも低い場合に、このことを示す撮像信号レベル表示手段を備えることを特徴とする。

このように構成することにより、照明手段が非照明状態のままでは明るい映像をモニタにおいて観察できないことを知ることができる。

またさらに、本発明においては、撮像信号処理手段に設けられるホワイトバランス制御手段の制御モードが、上記照明手段が照明状態にあるときにおいて照明手段により照明される観察対象物の撮像に適したホワイトバランス調整を撮像信号に対して行う第１ホワイトバランス制御モードと、照明手段が非照明状態にあるときにおいて前記照明手段によらない観察対象物の撮像に適したホワイトバランス調整を撮像信号に対して行う第２ホワイトバランス制御モードの２つのモードを備えていることを特徴とする。

このように構成することにより、照明手段により照明されている観察対象物を撮像するときのホワイトバランスと観察対象物が照明手段による照明光を受けていないときのホワイトバランスとを適切に設定することができる。

以上のように、本発明にかかる撮像装置は、照明手段を使用する必要のある明るさにある観察対象物の撮像と、照明手段を使用する必要のない明るさにある観察対象物の撮像に当たって、自動利得制御手段の制御モードを適切に設定することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１から図３に本発明の実施の形態を示す。

図１は、本発明に係る撮像装置１の全体的な外観を示している。この撮像装置１は、観察対象物Ｏの光学像を取り込み撮像信号に変換する撮像部１００と、撮像部１００で得られた撮像信号の処理や撮像部１００の動作制御等、撮像装置１の制御を行うコントロール部２００とを有し、撮像部１００とコントロール部２００とはこれらの間で信号等の遣り取りを行うための信号ケーブル３００により接続されている。

図２は、撮像装置１のシステムの構成を概念的に示すブロック図である。

図３は、撮像装置１の動作の制御を司る後述のＣＰＵ２０８の制御動作をフローチャートとして示している。

撮像部１００は、レンズ光学系１０１と撮像素子としての電荷結合素子（以下、ＣＣＤと記載する。）１０２と照明手段としてのＬＥＤ１０３が備えられ、これらの部材が略円筒状の筐体１０４の内部に配設されている。なお、レンズ光学系１０１、ＣＣＤ１０２ およびＬＥＤ１０３については、筐体１０４の内部に配設されているため、図１においては、それらの図示を省略している。

ＣＣＤ１０２は、このＣＣＤ１０２の撮像面がレンズ光学系１０１の結像位置に位置するように配設されている。つまり、観察対象物Ｏは、レンズ光学系１０１を介して、その光学像がＣＣＤ１０２の撮像面に結像し、ＣＣＤ１０２からは、この結像に基づく撮像信号が出力される。

なお、レンズ光学系１０１の構成とＣＣＤ１０２の結像位置に対する配設位置などは、撮像装置１の用途に応じて設定する。

例えば、体腔内や機械装置内といった物等の内部を観察する内視鏡装置的な用途、あるいは物の表面や電気基板上の素子の半田付けの状態を観察する用途のように至近距離にある物体を観察する用途に使用する場合には、レンズ光学系１０１の先端面の前方１センチから１０センチ程度にある観察対象物Ｏが被写界深度に入るように設定することが一例として考えられる。

また、上述のような至近距離の物体を観察する用途の他、室内や屋外の観察といったような監視カメラ的な用途や風景観察や人物観察を行う用途のように比較的遠い位置にある観察対象物Ｏも観察する場合には、至近距離側の合焦状態を多少犠牲にして、例えば、レンズ光学系１０１の先端面の前方１０センチより遠くにある観察対象物Ｏが被写界深度に入るように設定することが一例として考えられる。

ＬＥＤ１０３はレンズ光学系１０１の下側に併設型照明装置として配設され、観察対象物Ｏの方向、つまり撮像部１００による撮像方向に向けて照明光が照射されるようになっている。

ここで、撮像部１００は、筐体１０４の外形の大きさが、例えば外周径については１０ｍｍから５ｍｍ前後に、また全長については５０ｍｍから４０ｍｍ前後に構成することとし、物等の内部の狭い空間内に進入させ易い大きさに構成されている。

コントロール部２００は、扁平した略直方体を呈した筐体２００Ｓを有し、扁平面を正面とし、この正面部には、ＣＣＤ１０２から出力された撮像信号に基づく映像を表示するモニタ２０１が設けられる他、ＬＥＤ１０３が点灯していることを表示するＬＥＤ点灯表示ランプ２０２、ＣＣＤ１０２から出力する撮像信号の強度レベルが所定のレベルより低いことを表示する撮像信号レベル表示手段としての撮像信号レベル表示ランプ２０３、および撮像装置１を制御するための操作スイッチ類２０４が配設されている。また、筐体２００Ｓの側面には、ＬＥＤ１０３の点灯・非点灯を行うための照明スイッチ２０５が照明切換手段として配設されている。

そして、筐体２００Ｓの内部には、撮像信号処理手段としての撮像信号処理回路２０ ６、ＣＣＤ１０２から出力する撮像信号の強度レベルを検出する撮像信号レベル検出回路２０７、および撮像装置１の動作を制御するＣＰＵ２０８が備えられる他、ＬＥＤ１０３の点灯やＣＣＤ１０２の駆動等、撮像装置１を駆動するための不図示の電源や同じく不図示のモニタ２０１の駆動回路等も備えられている。なお、モニタ２０１としては、例えば、液晶表示型のモニタの使用が考えられ、また、照明スイッチ２０５としては、例えば、一回押してオンとなり再度押してオフとなるいわゆるモーメンタリスイッチの使用が考えられる。

ＣＣＤ１０２から出力した撮像信号は、信号ケーブル３００を介して筐体２００Ｓ内に配設される撮像信号処理回路２０６に入力する。撮像信号処理回路２０６には、ＣＣＤ１０２から出力した撮像信号について強度レベルを調整する自動利得制御手段としてのＡＧＣ回路２０９とホワイトバランス等の調整を行うホワイトバランス制御手段としてのプロセス回路２１０が設けられている。

ＣＣＤ１０２から出力した撮像信号は、ＡＧＣ回路２０９において信号の強度レベルが調整され、ついでプロセス回路２１０においてホワイトバランス等の調整等が行われた 後、モニタ２０１に映像として表示される。

操作スイッチ類２０４には、撮像装置１の電源スイッチやモニタ２０１の色調の調整を行う色調調整つまみ等が設けられている。

信号ケーブル３００は、ＣＣＤ１０２からの撮像信号をコントロール部２００側に伝送する信号線や、ＣＣＤ１０２とＬＥＤ１０３の駆動制御に係る信号の遣り取りを行う信号線の他、ＣＣＤ１０２とＬＥＤ１０３に電力の供給を行う電力線を有している。そして、これらの信号線や電力線は、細い帯状の金属の弾性薄板を螺旋状に巻いて形成した螺旋管内に通され、信号ケーブルの外観は、一本のケーブル線を呈する構造になっている。

螺旋管は、撮像部１００の重さを支持できる程度の剛性を有するとともに可撓性を有するように弾性薄板の弾性力と帯幅あるいは巻き径などが設定され、信号ケーブル３００はその線形状を自在に変えることができるようになっている。

そのため、撮像操作に先立って、信号ケーブル３００の形状を手等で、例えば、弧状やクランク状に整形しておくことにより、撮像部１００の位置と撮像方向をある程度自在に設定することができるようになっている。

なお、信号ケーブル３００は、信号線や電力線とともに剛性と可撓性を有する針金のような金属線をポリマー樹脂などの樹脂管内に通すことにより、撮像部１００の重さを支持できる程度の剛性を有するとともに可撓性を有する構造としてもよい。

次に図３のフローチャートを参照しながら、ＣＰＵ２０８における撮像装置１に対する制御動作と、これに併せて撮像装置１の動作について説明する。

操作者により、操作スイッチ類２０４の中にある電源スイッチ（不図示）がオン状態にされると、撮像装置１は稼動状態になり、ＣＰＵ２０８は以下に説明する制御動作を行い、この制御に従って撮像装置１が動作する。

先ず、照明スイッチ２０５がオン状態にあるかオフ状態にあるかを判断する（Ｓ１）。オン状態にあるときには、コントロール部２００から信号ケーブル３００を介してＬＥＤ１０３に電力が供給されＬＥＤ１０３が点灯する。

照明スイッチ２０５のオン状態においては、ＡＧＣ回路２０９の利得制御モードを第１利得照明モードに設定する（Ｓ２）とともに、プロセス回路２１０のホワイトバランス制御モードを第１ホワイトバランス制御モードに設定する（Ｓ２）。

一方、照明スイッチ２０５がオフ状態にあるときには、ＡＧＣ回路２０９の利得制御モードを第２利得照明モードに設定する（Ｓ３）とともに、プロセス回路２１０のホワイトバランス制御モードを第２ホワイトバランス制御モードに設定する（Ｓ３）。

ここでＡＧＣ回路２０９における第１利得制御モードと第２利得制御モードの内容について説明する。

先ず、第１利得制御モードは、例えば、観察対象物Ｏが物等の内部にあるため、操作者がこの観察対象物Ｏの明るさが低いと判断し、ＬＥＤ１０３を点灯させて観察対象物Ｏを照明している場合に、ＬＥＤ１０３により照明されている観察対象物Ｏのモニタ２０１における映像が視認し易い映像となるようにＡＧＣ回路２０９の利得制御を行うモードである。

一方、第２利得制御モードとは、観察対象物ＯがＬＥＤ１０３による照明ではなく日常生活光のような明るい照明下に在る場合に、観察対象物Ｏのモニタ２０１における映像が視認し易い映像となるようにＡＧＣ回路２０９の利得制御を行うモードである。

具体的には、第１利得制御モードにおいては次のような利得制御を行う。

この第１利得制御モードにおいては、観察対象物ＯはＬＥＤ１０３によって照明されているものの、ＬＥＤによる照明は一般に日常生活光による照明に比べてその光量は少ないことから、撮像装置１は暗い観察対象物Ｏを撮像の対象にすることになる。

従って、この暗い観察対象物Ｏをモニタ２０１において明るい映像として見えるようにするためには、ＡＧＣ回路２０９の利得を高くして撮像信号の強度レベルを高くすれば良いが、暗い観察対象物Ｏを、例えば、日常生活光によって照明されている観察対象物Ｏを撮像したときと同じような明るさの映像としてモニタ２０１に表示できるほどに撮像信号を増幅してしまうと、Ｓ／Ｎ比が低下し、却って観難い映像となってしまう。

そこで、この第１利得制御モードは、最大利得を第２利得制御モードにおける最大利得に比べて高めの設定とすることにより撮像信号の強度レベルを高くする制御を行う一方 で、最大利得の高さについては、モニタ２０１におけるＳ／Ｎ比の低下を考慮したものとなっている。

つまり、第１利得制御モードにおけるＡＧＣ回路２０９の利得の制御の内容は、Ｓ／Ｎ比の低下をどこまで許容するかということと、どの程度に明るい映像を得るかということとを観察対象物Ｏの種類や撮像装置１の用途などを考慮して決める。

例えば、観察対象物Ｏが微細な物であったり、観察対象物Ｏの微細なところまで正確に観察する必要があるときは、モニタ２０１における映像の明るさを多少犠牲にしてもＳ／Ｎ比が低下しないように最大利得が低めの制御になる設定とし、逆に、観察対象物Ｏの観察に微細さを要求しない場合には、Ｓ／Ｎ比を犠牲にしても明るい映像を得られるように最大利得が高めの制御になる設定とする。なお、このような最大利得の設定は、撮像装置の使用目的に応じて製造工程において設定したり、筐体１０４に切換スイッチを設けて、この切換スイッチにより操作者が切り換えられるようにしたりしてもよい。

一方、第２利得制御モードにおいては具体的に次のような利得制御を行う。

この第２利得制御モードは、ＬＥＤ１０３の照明光によることなく日常生活光によって照明されている明るい観察対象物Ｏを撮像の対象にするため、第１利得制御モードにおけるように最大利得を高めにする制御を行わずに、観察対象物Ｏが直射日光等のような強い照明光により照明される場合や、ＣＣＤ１０２に照明光が直接入射してしまうような場合に、モニタ２０１の映像がハレーションを起こさないようにすることを考慮して、最大利得を低めにした制御を行う。

一方において、この第２利得制御モードは、ＬＥＤ１０３により照明する必要はない程度の暗い観察対象物Ｏ、例えば、室内照明の設備が十分でない場所にある観察対象物Ｏの撮像においても、観察対象物Ｏの明るい映像をモニタ２０１において観ることができる程度に強度レベルを増幅できるように利得の制御を行う。

プロセス回路２１０における、第１ホワイトバランス制御モードは、ＬＥＤ１０３により照明されている観察対象物Ｏのモニタ２０１における映像の色調が適切になるように制御が行われる。

また、第２ホワイトバランス制御モードは、日常生活光により照明されている観察対象物Ｏのモニタ２０１における映像の色調が適切になるように制御が行われる。

以上のように、照明スイッチ２０５がオン状態にあるときと、オフ状態にあるときとに対応させて、ＡＧＣ回路２０９とプロセス回路２１０の制御のモードを設定することにより、観察対象物Ｏを併設型照明装置であるＬＥＤ１０３のような小型の照明装置による暗い照明下で撮像する場合においても、また日常生活光による明るい照明下で撮像する場合においてもモニタ２０１において良好な映像を得ることができる。

照明スイッチ２０５がオン状態にあるときは、上述したようにＡＧＣ回路２０９とプロセス回路２１０がそれぞれ第１利得制御モードと第１ホワイトバランス制御モードにそれぞれ設定するとともに、ＬＥＤ点灯表示ランプ２０２を点灯させる（Ｓ４）。

したがって、撮像部１００が、物等の内部に進入され、ＬＥＤ１０３が点灯しているかどうかをＬＥＤ１０３の発光部を直接みて確認することができない場合であっても、ＬＥＤ点灯表示ランプ２０２の表示によりＬＥＤ１０３が点灯状態にあるか非点灯にあるかを知ることができる。

また、観察対象物が日常生活光による照明を受けることができる撮像を行う際には、周囲が明るいためＬＥＤ１０３が点灯していることに気が付かないまま撮像を行ってしまうことも懸念される。

このような場合には、ＬＥＤ点灯用の照明スイッチ２０５がオン状態にあるので、ＡＧＣ回路２０９は第１利得制御モードに設定され、またプロセス回路２１０も第１ホワイトバランス制御モードに設定されている。そのため、モニタ２０１の映像がハレーションを起こしたり色調が不適切なものとなる虞がある。

しかしながら、ＬＥＤ点灯表示ランプ２０２が点灯することにより、操作者は、撮像に先立って照明スイッチ２０５がオン状態にあることを知ることができるとともに、ＡＧＣ回路２０９が第１利得制御モードに設定されていることと、プロセス回路２１０が第１ホワイトバランス制御モードに設定されていることを認識することができる。

つまり、ＬＥＤ点灯表示ランプ２０２は、ＡＧＣ回路２０９が第１利得制御モードと第２利得制御モードのいずれにあるかを示す利得制御モード表示手段として機能している。また、このＬＥＤ点灯表示ランプ２０２は、プロセス回路２１０が第１ホワイトバランス制御モードと第２ホワイトバランス制御モードのいずれにあるかを示す表示手段としても機能している。

照明スイッチ２０５がオフ状態にあるとき（Ｓ１）は、上述したようにＡＧＣ回路２０９は第２利得制御モードに設定され、プロセス回路２１０も第２ホワイトバランス制御モードに設定される（Ｓ３）。

この照明スイッチ２０５がオフ状態にあるときは、撮像信号レベル検出回路２０７において検出されるＣＣＤ１０２から出力された撮像信号について、この撮像信号が所定レベルより低いかどうかが判断され（Ｓ５）、所定レベルより低い場合には撮像信号レベル表示ランプ２０３を点灯させる（Ｓ６）。

この所定レベルは、ＣＣＤ１０２から出力された撮像信号を第２利得制御モードに設定されているＡＧＣ回路２０９の最大利得により増幅したとしても、モニタ２０１に表示される映像が十分な視認性を得ることができる明るさにならないほどに低いレベルとする。

つまり、ＡＧＣ回路２０９が第２利得制御モードに設定されているときに、撮像信号レベル表示ランプ２０３が点灯する場合は、観察対象物Ｏを照明する照明光が不足していることを意味している。

この暗い観察対象物Ｏをモニタ２０１において明るい映像として表示するためには、観察対象物Ｏを照明する照明を明るくするか、ＡＧＣ回路２０９の利得を高くすることによる対応が考えられる。

例えば、物の表面や電気回路基板上の素子の半田付けの状態を観察する用途に撮像装置１を使用している場合には、室内照明の明るさを増せば、明るい映像をモニタ２０１に表示させることができる。あるいは、照明スイッチ２０５をオン状態に切り換えてＬＥＤ１０３を点灯させれば、ＬＥＤ１０３により観察対象物Ｏが照明されるとともに、ＡＧＣ回路２０９が第１利得制御モードに切り替わり、最大利得の設定が高めに設定されるため、撮像装置１は、暗いところに在る観察対象物Ｏの撮像に適した動作を行うことができるようになる。

また、プロセス回路２１０も照明スイッチ２０５をオン状態にされることにより、第１ホワイトバランス制御モードに設定され、ＬＥＤ１０３に照明されている観察対象物Ｏを色調に関して、モニタ２０１に好適に表示することができるようになる。

また、撮像信号レベル表示ランプ２０３が点灯するような明るさの下で、室内や屋外を撮像する監視カメラ等のように比較的遠距離にある観察対象物Ｏを撮像する用途に撮像装置１を使用している場合には、ＬＥＤ１０３を点灯させたとしても、観察対象物ＯとＬＥＤ１０３との距離が離れているため、ＬＥＤ１０３の照明光が観察対象物Ｏに十分に届かず、観察対象物Ｏを明るく照明することができない。

しかしながら、このような場合であっても、照明スイッチ２０５をオン状態に切り換えることによりＡＧＣ回路２０９は高めの最大利得により撮像信号を増幅する制御を行う第１利得制御モードに設定されるため、ＣＣＤ１０２から出力される撮像信号の強度レベルは、照明スイッチ２０５がオフ状態のときよりも増幅され、明るい映像をモニタ２０１において観ることができるようになる。

また、日常生活光の届かない物等の内部にある観察対象物Ｏの撮像に際してＬＥＤ１０３を点灯していない場合には、撮像信号レベル表示ランプ２０３が点灯することにより、ＬＥＤ１０３を点灯して観察対象物Ｏを照明する必要があることが操作者に対して促されることになる。

なお、上述の実施の形態においては、モニタ２０１をコントロール部２００に一体に設けているが、モニタをコントロール部２００とは別のディスプレイ装置としてもよい。別のディスプレイ装置としては、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどの利用が考えられる。またコントロール部２００についてはパソコンにより代替してもよい。また、撮像素子はＣＣＤに限定されるものではなく、ＣＭＯＳ型のセンサ等の他の受光センサを利用してもよい。さらに、照明装置もＬＥＤに限定されるものでなく、有機ＥＬ発光素子などの照明装置を利用してもよい。

本発明の撮像装置の全体的な外観を示す外観図である。 本発明の撮像装置のシステムを示すブロック図である。 本発明の撮像装置の制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 撮像装置
１０２ 撮像素子（ＣＣＤ）
１０３ 照明手段（ＬＥＤ）
２０２ 利得制御モード表示手段（ＬＥＤ点灯表示ランプ）
２０３ 撮像信号レベル表示手段（撮像信号レベル表示ランプ）
２０５ 照明切換手段（照明スイッチ）
２０６ 撮像信号処理手段（撮像信号処理回路）
２０９ 自動利得制御手段（ＡＧＣ回路）
２１０ ホワイトバランス制御手段（プロセス回路）

Claims (4)

1. 撮像素子と、
   上記撮像素子から得られた撮像信号をモニタに映像として表示できるように処理を行う撮像信号処理手段と、
   撮像方向を照明する照明手段と、
   上記照明手段を照明状態と非照明状態とに切り換える照明切換手段と、
   を備える撮像装置において、
   上記撮像信号処理手段に設けられる自動利得制御手段の利得制御モードは、上記照明手段が照明状態にあるときにおいて上記撮像信号に対して上記照明手段により照明される観察対象物の明るさに適した利得制御を行う第１利得制御モードと、上記照明手段が非照明状態にあるときにおいて上記撮像信号に対して上記照明手段によらない観察対象物の明るさに適した利得制御を行う第２利得制御モードの２つのモードを備えていることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置は、前記利得制御モードが前記第１利得制御モードと前記第２利得制御モードのいずれにあるかを示す利得制御モード表示手段を備えることを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の撮像装置は、前記照明手段が非照明状態にあるときに前記撮像素子から得られる撮像信号レベルが所定値よりも低い場合に、このことを示す撮像信号レベル表示手段を備えることを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の撮像装置は、前記撮像信号処理手段に設けられるホワイトバランス制御手段の制御モードが、前記照明手段が照明状態にあるときにおいて前記照明手段により照明される観察対象物の撮像に適したホワイトバランス調整を前記撮像信号に対して行う第１ホワイトバランス制御モードと、前記照明手段が非照明状態にあるときにおいて前記照明手段によらない観察対象物の撮像に適したホワイトバランス調整を前記撮像信号に対して行う第２ホワイトバランス制御モードの２つのモードを備えていることを特徴とする撮像装置。

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