JP2007123979A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽光下など、明所において暗視撮影モードが選択された場合であっても、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止することが可能な撮影装置を提供する
【解決手段】ＣＣＤ素子１０３と、ＣＣＤ素子１０３に入射する赤外線を除去する赤外線カットフィルタ１０２と、被写体に赤外線を照射する赤外線ランプ１０６とを備え、通常撮影モードが選択された場合には、赤外線カットフィルタ１０２によってＣＣＤ素子１０３に入射する赤外線を除去し、暗視撮影モードが選択された場合には、ＣＣＤ素子１０３に赤外線を入射させる。暗視撮影モードが選択されたことに応答して、赤外線ランプ１０６を用いて変調された赤外線を照射し、ＣＣＤ素子１０３により生成された画像信号Ｄから変調された赤外線が検出されなかった場合、ＣＣＤ素子１０３に赤外線が入射する状態での撮影を禁止する。
【選択図】図１

Description

本発明は撮影装置及びその制御方法に関し、特に、撮像デバイスに入射する赤外線をカットする通常撮影モードと、撮像デバイスに赤外線をそのまま入射させる暗視撮影モードを備える撮影装置に関する。

ＣＣＤ等の撮像デバイスを用いた撮影装置は、業務用のみならず、家庭用としても近年広く普及している。しかしながら、ＣＣＤ等の撮像デバイスは、波長に対して広い感度特性を有しており、可視光のみならず赤外光にも感度を持っている。しかし、通常の被写体撮影では赤外光は迷光となり、特に色再現性に悪影響を与えてしまう。このため、多くの撮影装置では、被写体と撮像デバイスとの間に赤外線カットフィルタを設け、これによって撮像デバイスに入射する赤外線を除去している。

一方、近年においては、撮像デバイスの上記特性を利用して、暗所における赤外線撮影が可能な「暗視撮影モード」を搭載した撮影装置が提供されている（特許文献１、２参照）。暗視撮影モードが選択されると、赤外線カットフィルタが光路から外され、これにより、撮像デバイスに入射する赤外線は除去されることなく、そのまま撮像デバイスに入射する。このため、可視光がほとんど存在しないような暗所においても、赤外線による撮影を行うことが可能となる。
特開平１１−１０３４６４号公報 特開２０００−２２４４６９号公報

このように、暗視撮影モードが選択されると、赤外線カットフィルタが光路から外された状態で撮影が行われることから、太陽光下など、暗視撮影モードを選択することが不適切な状況で誤って暗視撮影モードが選択されると、色再現性に悪影響を生じ、正常な撮影を行うことができなくなる。このため、誤って暗視撮影モードが選択されている場合には、自動的に赤外線カットフィルタを光路上に戻すなど、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止する機構を設けることが望ましい。

これを実現する方法として、内部時計を利用し、昼間に暗視撮影モードが選択された場合には、自動的に通常撮影モードに移行する方法が考えられるが、この場合は、昼間における屋内での暗視撮影ができなくなってしまう。また可視光センサを設け、所定値以上の可視光が存在する場合には、ユーザが暗視撮影モードを選択しても、自動的に通常撮影モードに移行する方法も考えられる。しかしながら、この方法では、可視光センサ部分が何らかの原因で塞がれた場合には、正しく検出を行うことができなくなる。

本発明は、このような問題点を解決すべくなされたものであって、太陽光下など、明所において暗視撮影モードが選択された場合であっても、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止することが可能な撮影装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、明所において暗視撮影モードが選択された場合であっても、赤外線カットフィルタによる赤外線の除去を自動的に行うことが可能な撮影装置を提供することを目的とする。

本発明による撮影装置は、撮像デバイスと、前記撮像デバイスに入射する赤外線を除去する赤外線カットフィルタと、被写体に赤外線を照射する赤外線ランプとを備え、通常撮影モードが選択された場合には、前記赤外線カットフィルタによって前記撮像デバイスに入射する赤外線を除去し、暗視撮影モードが選択された場合には、前記撮像デバイスに赤外線を入射させる撮影装置であって、前記暗視撮影モードが選択されたことに応答して、前記赤外線ランプを用いて変調された赤外線を照射し、前記撮像デバイスにより生成された画像信号から変調された赤外線が検出されなかった場合、前記撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影を禁止することを特徴とする。

また、本発明による撮影装置の制御方法は、撮像デバイスと、前記撮像デバイスに入射する赤外線を除去する赤外線カットフィルタと、被写体に赤外線を照射する赤外線ランプとを備え、通常撮影モードが選択された場合には、前記赤外線カットフィルタによって前記撮像デバイスに入射する赤外線を除去し、暗視撮影モードが選択された場合には、前記撮像デバイスに赤外線を入射させる撮影装置の制御方法であって、前記暗視撮影モードが選択されたことに応答して、前記赤外線ランプを用いて変調された赤外線を照射し、前記撮像デバイスにより生成された画像信号から変調された赤外線が検出されなかった場合、前記撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影を禁止することを特徴とする。

本発明によれば、暗視撮影モードが選択された場合であっても、撮像デバイスにより生成された画像信号から変調された赤外線が検出されなかった場合には、撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影を禁止することができる。

つまり、太陽光下などの明所では、外光に含まれる赤外線が強いため、赤外線ランプにより照射した赤外線の変調成分を検出することができない。本発明では、このような場合、暗視撮影モードを選択することが不適切な明所であると判断し、撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影を禁止している。これにより、ユーザが誤って暗視撮影モードを選択した場合であっても、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止することが可能となる。

本発明において、前記手段は、変調された赤外線が画像信号から検出されなかった場合、赤外線カットフィルタによる赤外線の除去を行うことが好ましく、通常撮影モードに強制移行させることがより好ましい。これによれば、誤って暗視撮影モードが選択された場合であっても、正しく撮影を行うことが可能となる。

本発明において、前記手段は、変調された赤外線が画像信号から検出された場合、変調成分を打ち消すように、画像信号のゲインを調整することが好ましい。これによれば、実際に撮影された画像からは変調成分が除去されていることから、暗視撮影における画像品質の低下を防止することが可能となる。

この場合、前記手段は、暗視撮影モードが選択されたことに応答して、赤外線ランプを用いてフレーム周期のｎ倍又は１／ｎ倍（ｎは整数）に変調された赤外線を照射することが好ましい。これによれば、変調成分の打ち消しを容易に行うことが可能となる。また、前記手段は、変調された赤外線が画像信号から検出された場合、変調レベルを測定し、その結果に応じて、画像信号のゲイン調整量を変化させることがより好ましい。これによれば、変調成分の除去をより高精度に行うことができることから、暗視撮影における画像品質の低下をより効果的に防止することが可能となる。

本発明において、前記手段は、連続する複数フレームに亘ってフレーム間に相関があると判断した場合に、撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影を禁止することが好ましい。これによれば、誤認識の可能性を大幅に低減することが可能となる。

尚、赤外線カットフィルタは、撮像デバイスと被写体との光路上である赤外線遮断位置と、光路上とは異なる位置である赤外線透過位置との切り替えが可能であることが好ましい。これによれば、簡単な機構により、赤外線カットフィルタの使用・不使用を切り替えることが可能となる。

このように、本発明によれば、太陽光下のような明所において暗視撮影モードが選択された場合であっても、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止することが可能となる。特に、変調された赤外線が画像信号から検出されなかったことに応答して、赤外線カットフィルタによる赤外線の除去を行えば、誤って暗視撮影モードが選択された場合であっても、正しく撮影を行うことが可能となる。

しかも、本発明では、暗視撮影に必要な赤外線ランプを利用し、その出力を変調させていることから、可視光センサのような別部品を付加する必要もない。また、可視光センサのように、明所であるか暗所であるかを判別するための専用のセンサであれば、ユーザが誤ってこれを塞いでしまう可能性があるが、本発明では、暗視撮影に必要な赤外線ランプを発光体とし、且つ、実際の撮影に用いる撮像デバイスを受光体として利用していることから、これを塞いでしまうと撮影そのものを行うことができなくなるため、ユーザがこれらを誤って塞ぐといった可能性をほとんど無くすことが可能である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

本発明の好ましい実施の形態による撮影装置は、少なくとも「通常撮影モード」及び「暗視撮影モード」を備えている。「通常撮影モード」とは、太陽光下などのように、明所において可視光を撮影する通常のモードである。一方、「暗視撮影モード」とは、可視光がほとんど無い暗所において、赤外光を撮影するためのモードである。暗所においてフラッシュなどの補助光源を用いた撮影は、「暗視撮影モード」ではなく、通常撮影モード又はその他のモードにて行う。

図１は、本発明の好ましい第１の実施形態による撮影装置の主要部の構成を概略的に示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態による撮影装置は、撮像レンズ１０１と、撮像デバイスであるＣＣＤ素子１０３と、撮像レンズ１０１とＣＣＤ素子１０３との間に設けられた赤外線カットフィルタ１０２と、ＣＣＤ素子１０３の出力を受けるフロントエンド回路１０４と、フロントエンド回路１０４の出力である画像信号Ｄを受けてフレームごとのゲインを調整するゲイン制御アンプ１０５と、被写体に赤外線を照射する赤外線ランプ１０６とを備えている。実際の撮影時においては、被写体からの光が撮像レンズ１０１を介してＣＣＤ素子１０３に供給され、ＣＣＤ素子１０３によって光電変換される。これによって生成されたアナログ信号は、フロントエンド回路１０４によってデジタル信号に変換されるとともに、所定の信号処理が行われる。そして、画像信号Ｄは、必要に応じてゲイン制御アンプ１０５によりゲインが調整され、信号処理回路、記録媒体、モニタなどの内部回路へと供給される。

本実施形態による撮影装置は、モード信号Ｍを受け付ける制御回路１１０をさらに備えている。モード信号Ｍは、ユーザにより選択された撮影モードが「通常撮影モード」であるか「暗視撮影モード」であるかを示す信号である。制御回路１１０は、かかるモード信号Ｍに基づき、赤外線カットフィルタ１０２を移動させる切替機構１２１、赤外線ランプ１０６を駆動するランプ駆動回路１２２、画像信号Ｄからフレーム間の相関を検出する検出部１３０、さらには、ゲイン調整アンプ１０５を制御する。図１に示すように、それぞれの制御には、制御信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４が用いられる。

次に、本実施形態による撮影装置の動作について説明する。

まず、ユーザにより「通常撮影モード」が選択された場合における動作について説明する。

図２は、通常撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのフローチャートである。

ユーザにより通常撮影モードが選択されると（ステップＳ１１）、制御回路１１０は、制御信号Ｓ１を用いて切替機構１２１を制御することにより、赤外線カットフィルタ１０２をＣＣＤ素子１０３と被写体（撮像レンズ１０１）との光路上である赤外線遮断位置１０２ａに移動させる（ステップＳ１２）。これにより、ＣＣＤ素子１０３に入射する赤外線はほとんど除去される。

次に、制御回路１１０は、制御信号Ｓ２を用いてランプ駆動回路１２２を制御することにより、赤外線ランプ１０６を消灯させる（ステップＳ１３）。また、制御回路１１０は、制御信号Ｓ３を用いて検出部１３０を非活性化させる（ステップＳ１４）。これにより、検出部１３０によるフレーム間の相関検出動作は行われないため、無駄な消費電力の発生が防止される。

さらに、制御回路１１０は、制御信号Ｓ４を用いてゲイン制御アンプ１０５を非活性化させる（ステップＳ１５）。これにより、ゲイン制御アンプ１０５によるフレームごとのゲイン調整は行われない。

このように、通常撮影モードが選択された場合は、赤外線カットフィルタ１０２が赤外線遮断位置１０２ａに置かれるため、ＣＣＤ素子１０３に入射する赤外線はほとんど除去される。これにより、ＣＣＤ素子１０３が持つ赤外領域の感度に起因する色再現性の悪化が防止され、可視光のみを正しく撮影することが可能となる。尚、制御回路１１０による制御の順序（ステップＳ１２〜Ｓ１５）は上記の順序に限定されず、上記とは異なる順序で制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力しても構わない。また、これら制御信号Ｓ１〜Ｓ４をほぼ同時に出力しても構わない。

次に、ユーザにより「暗視撮影モード」が選択された場合における動作について説明する。

図３は、暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのフローチャートである。

ユーザにより暗視撮影モードが選択されると（ステップＳ２１）、まず、制御回路１１０は、制御信号Ｓ１を用いて切替機構１２１を制御することにより、赤外線カットフィルタ１０２をＣＣＤ素子１０３と被写体（撮像レンズ１０１）との光路外である赤外線透過位置１０２ｂに移動させる（ステップＳ２２）。これにより、ＣＣＤ素子１０３には赤外線がそのまま入射する状態となる。

次に、制御回路１１０は、制御信号Ｓ２を用いてランプ駆動回路１２２を制御することにより、赤外線ランプ１０６を用いて強度変調された赤外線を照射する（ステップＳ２３）。具体的な変調方式については特に限定されるものではないが、強発光と弱発光を交互に繰り返すといった変調方式が好ましい。また、変調の周期については、フレーム周期のｎ倍又は１／ｎ倍（ｎは整数）とすることが好ましい。本実施形態においては、一例として、１フレームごとに強発光と弱発光を交互に繰り返す変調方式を採用している。

さらに、制御回路１１０は、制御信号Ｓ４を用いてゲイン制御アンプ１０５を活性化させる（ステップＳ２４）。ゲイン制御アンプ１０５が活性化されると、フロントエンド回路１０４の出力である画像信号Ｄは、フレームごとにゲインが調整される。本実施形態においては、赤外線ランプ１０６が強発光を行っているフレームでは、ゲイン制御アンプ１０５のゲインは相対的に低く設定され、逆に、赤外線ランプ１０６が弱発光を行っているフレームでは、ゲイン制御アンプ１０５のゲインは相対的に高く設定される。

このようなゲイン制御を行っているのは、赤外線ランプ１０６により照射している赤外線が強度変調されていることから、ゲインを一定にするとフレームごとに明暗の異なる画像が得られ、これにより画像品質が低下してしまうからである。つまり、ゲイン制御アンプ１０５は、赤外線ランプ１０６によって照射した赤外線の変調成分を打ち消す役割を果たし、これにより、暗視撮影における画像品質の低下が防止されている。

赤外線の変調方式として、強発光と弱発光を交互に繰り返すといった変調方式が好ましいのは、ゲイン制御アンプ１０５による変調成分の打ち消しが容易となるからである。つまり、強発光と弱発光の繰り返しであれば、ゲイン制御アンプ１０５は低ゲインと高ゲインを繰り返すだけでよいからである。

また、変調の周期として、フレーム周期のｎ倍又は１／ｎ倍（ｎは整数）に設定することが好ましい理由も、同様に、ゲイン制御アンプ１０５による変調成分の打ち消しが容易となるからである。つまり、強発光と弱発光が切り替わるタイミングがフレーム周期に同期していれば、ゲイン制御アンプ１０５によるゲイン切り替えのタイミングがとりやすいからである。特に、本実施形態のように、１フレームごとに強発光と弱発光を交互に繰り返す変調方式を採用すれば、ゲイン制御アンプ１０５の動作は最も単純となる。

次に、制御回路１１０は、制御信号Ｓ３を用いて検出部１３０を活性化させる（ステップＳ２５）。これにより、検出部１３０は、フレーム間の相関検出動作を開始する（ステップＳ３０）。相関検出動作とは、赤外線ランプ１０６による強度変調された赤外線が検出できるか否かを判断する動作である。つまり、太陽光下などの明所では、外光に含まれる赤外線が強いため、強度変調された赤外線を赤外線ランプ１０６によって照射しても、その反射光からは、変調成分をほとんど検出することができない。このような場合、フレーム間の相関は相対的に大きくなり、いわゆる相関がある状態となる。

一方、夜間のように、可視光がほとんど存在しない暗所では、赤外線成分も極めて少ないため、強度変調された赤外線を赤外線ランプ１０６によって照射すると、その反射光からは、変調成分が検出されることになる。このような場合、フレーム間の相関は相対的に小さくなり、いわゆる相関がない状態となる。このように、フレーム間の相関の大小を検出すれば、撮影環境が明所であるか暗所であるかを判断することが可能となる。

相関検出動作（ステップＳ３０）は、次の手順で行われる。まず、相関カウント値を０にリセットした後（ステップＳ３１）、現フレームと１つ前のフレームの差を検出し（ステップＳ３２）、そして、現在のフレームＦＭ（ｉ）と１つ前のフレームＦＭ（ｉ−１）との相関の有無を判定する（ステップＳ３３）。相関の有無は、現在のフレームＦＭ（ｉ）と１つ前のフレームＦＭ（ｉ−１）との間で、信号量（明度）に所定値以上の差が存在するか否かによって判定する。

その結果、フレーム間に相関がないと判定されれば（ステップＳ３３：ＮＯ）、ステップＳ３１に戻って相関カウント値を０にリセットした後、再び相関の有無の判定を行う（ステップＳ３３）。一方、フレーム間に相関があると判定されれば（ステップＳ３３：ＹＥＳ）、相関カウント値をインクリメントする（ステップＳ３４）。そして、相関カウント値が規定値Ｘに達したか否かを判定する（ステップＳ３５）。

その結果、相関カウント値が規定値Ｘに達していないと判定されれば（ステップＳ３５：ＮＯ）、ステップＳ３２に戻って、再び相関の有無の判定を行う（ステップＳ３３）。一方、相関カウント値が規定値Ｘに達したと判定されれば（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、制御信号Ｓ５を制御回路１１０に出力することによって通常撮影モードに強制移行し（ステップＳ３６）、図２に示したステップＳ１２以降の動作を実行する。つまり、赤外線カットフィルタ１０２を赤外線遮断位置１０２ａに移動させ（ステップＳ１２）、赤外線ランプ１０６を消灯させ（ステップＳ１３）、さらに、検出部１３０及びゲイン制御アンプ１０５を非活性化させる（ステップＳ１４，Ｓ１５）。これにより、ＣＣＤ素子１０３に赤外線が入射する状態での撮影が禁止され、通常撮影モードを選択した場合と同じ条件で撮影を行うことができる。

このように、本実施形態では、フレーム間に相関があることがＸ回連続して検出された場合、太陽光下のように暗視撮影モードを選択することが不適切な明所であると判断し、通常撮影モードに強制移行させている。このため、ユーザが誤って暗視撮影モードを選択した場合であっても、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止することが可能となる。

尚、規定値Ｘの設定は、大きく設定するほど誤認識の確率が低減するため、より正確な判断を行うことが可能となる一方で、明所であるとの判断を下すまでにかかる時間が長くなってしまう。逆に、規定値Ｘを小さく設定すれば、明所であるとの判断を下すまでにかかる時間を短縮することができる一方で、誤認識の確率が高まってしまう。したがって、規定値Ｘはこれらを考慮して設定する必要があり、具体的には、１秒間に６０フレーム撮影可能な装置であれば、Ｘ＝５〜６０程度に設定することが好ましく、Ｘ＝２０程度に設定することがより好ましい。

ところで、フレーム間に相関があることがＸ回連続して検出されない場合には、ステップＳ３１〜Ｓ３３からなるループ、又は、ステップＳ３２〜Ｓ３５からなるループが繰り返されることになる。つまり、暗視撮影モードを選択することが不適切な明所であるか否かの判断は、暗視撮影モードを選択した後、繰り返し行われる。したがって、室内などの暗所にて暗視撮影モードを選択した後、撮影モードを切り替えることなくそのまま明所に移動した場合には、撮影モードが自動的に通常撮影モードに切り替わることになる。このように、ユーザは手動で撮影モードを切り替える必要がなく、撮影環境に応じた適切なモード選択を自動的に行うことが可能となる。

次に、検出部１３０の具体的な構成の一例について説明する。

図４は、検出部１３０の具体的な構成の一例を示すブロック図である。

図４に示すように、検出部１３０は、フレーム差分演算器１３１と、フレーム差分積算器１３２と、フレーム相関検出器１３３とを備え、これらが従属接続された構成を有している。

フレーム差分演算器１３１は、図４に示すように、フレームメモリ１３１ａ及び減算器１３１ｂを有しており、これにより、フレームメモリ１３１ａに蓄積された１つ前のフレームＦＭ（ｉ−１）と、現在のフレームＦＭ（ｉ）との明度の差を対応画素ごとに絶対値として算出する。

フレーム差分積算器１３２は、フレーム差分演算器１３１の出力、つまり、フレーム間における対応画素ごとの明度の差を積算する回路である。その積算値は、１フレームごとにリセットされる。

フレーム相関検出器１３３は、フレーム差分積算器１３２の出力である積算値がしきい値を超えているか否かに基づいて、フレーム間の相関を判定する回路である。つまり、積算値がしきい値を超えていない場合にはフレーム間の相関があると判定し、積算値がしきい値を超えている場合にはフレーム間の相関がないと判定する。判定の結果は、制御信号Ｓ５として制御回路１１０に供給される。

次に、図４に示す検出部１３０の動作について説明する。

図５は、暗所において暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのタイミング図であり、（ａ）は赤外線ランプ１０６の発光強度、（ｂ）は画像信号Ｄのレベル、（ｃ）はフレームメモリ１３１ａによって１フレーム遅延された画像信号Ｄのレベル、（ｄ）はフレーム間における差分レベル、（ｅ）は差分レベルの積算値、（ｆ）は判定結果をそれぞれ示している。

図５（ａ）に示すように、本実施形態では、１フレームごとに赤外線ランプ１０６の発光が強発光と弱発光を繰り返している。このため、図５（ｂ）に示すように、強発光フレーム（フレームＦＭ（１），ＦＭ（３））においては、得られる画像信号Ｄのレベルは相対的に高くなり、弱発光フレーム（フレームＦＭ（２），ＦＭ（４））においては、得られる画像信号Ｄのレベルは相対的に低くなる。

したがって、減算器１３１ｂを用いてフレーム間における画像信号Ｄの差分レベル（絶対値）を算出すると、図５（ｄ）に示すように、その値は比較的大きくなる。このため、フレーム差分積算器１３２を用いて差分レベル積算すると、図５（ｅ）に示すように、積算値は大きくなり、しきい値Ｔｈ１を超える。これに応答して、フレーム相関検出器１３３は、相関なしの判定を行う（図３のステップＳ３３：ＮＯ）。このため、図３を用いて説明したように、相関カウント値はゼロにリセットされるので、相関カウント値が規定値Ｘに達することはない。これにより暗視撮影モードが継続され、赤外線カットフィルタ１０２を赤外線透過位置１０２ｂに保持したまま撮影を行うことができる。

図６は、明所において暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのタイミング図であり、（ａ）〜（ｆ）は図５と同じ信号の波形を表している。

図６（ａ）に示すように、明所において暗視撮影モードを選択すると、外光に含まれる赤外線が強いため、強度変調された赤外線を赤外線ランプ１０６によって照射しても、強発光フレーム（フレームＦＭ（１），ＦＭ（３））にて得られる画像信号Ｄのレベルと、弱発光フレーム（フレームＦＭ（２），ＦＭ（４））にて得られる画像信号Ｄのレベルとの差が小さくなる。上述のとおり、フレーム差分演算器１３１は、画素単位でフレーム間の信号レベルを比較しているため、静止画像であれば差分レベルはほぼゼロになるが、動画の場合には、ある程度差分レベルは発生する。

しかしながら、暗所にて暗視撮影モードを選択した場合に比べると、フレーム間における画像信号Ｄの差分レベルは、図６（ｄ）に示すように、かなり小さくなる。このため、フレーム差分積算器１３２を用いて差分レベル積算しても、図６（ｅ）に示すように、積算値はしきい値Ｔｈ１を超えることがない。

これに応答して、フレーム相関検出器１３３は、相関ありの判定を行う（図３のステップＳ３３：ＹＥＳ）。その結果、相関カウント値はインクリメントされる（ステップＳ３４）。このようなインクリメントの結果、相関カウント値が規定値Ｘに達すると（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、撮影環境が明所であると判断し、通常撮影モードに強制移行する（ステップＳ３６）。これにより、赤外線カットフィルタ１０２は赤外線遮断位置１０２ａに移動させられることから、ＣＣＤ素子１０３に入射する赤外線はカットされ、明所における正しい撮影が可能となる。

尚、暗所においても、被写体の状況や撮影のタイミングなどによっては、フレーム間の差分レベルが瞬間的に小さくなることも考えられる。例えば、蛍光灯などの周波数成分がフレームに偶然同期したような場合である。このような例外的なケースを排除すべく、本実施形態では、フレーム間に相関があることがＸ回連続して検出された場合に、はじめて明所であると判断し、通常撮影モードに強制移行させている。これにより、誤認識の可能性を大幅に低減することが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、太陽光下のように暗視撮影モードを選択することが不適切な明所において、ユーザが誤って暗視撮影モードを選択した場合であっても、色再現性に悪影響が生じるような撮影を防止することが可能となる。

次に、本発明の好ましい第２の実施形態による撮影装置について説明する。

本発明の好ましい第２の実施形態による撮影装置は、図４に示した検出部１３０が図７に示す検出部２３０に置き換えられている点において、上述した第１の実施形態による撮影装置と相違する。その他の点は第１の実施形態による撮影装置と同様であることから、重複する説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態において使用される検出部２３０は、フレーム差分積算器１３２の出力が制御信号Ｓ６として取り出される点において、図４に示した検出部１３０と相違している。取り出された制御信号Ｓ６は、図１に示した制御回路１１０に供給される。

本実施形態では、図３に示したステップＳ２４において、ゲイン制御アンプ１０５を用いたゲイン制御を行う際、フレーム差分積算器１３２の出力である制御信号Ｓ６のレベルに基づいて、ゲインが調整される。つまり、図８に示すように、制御信号Ｓ６のレベルがしきい値Ｔｈ１を超えているが、第２のしきい値Ｔｈ２（＞Ｔｈ１）以下である場合には、フレームごとのゲイン調整を小さく設定し（ゲインα）、逆に、制御信号Ｓ６のレベルが第２のしきい値Ｔｈ２を超えている場合には、フレームごとのゲイン調整を大きく設定する（ゲインβ）。

ここで、制御信号Ｓ６のレベルが第２のしきい値Ｔｈ２以下（但し、Ｔｈ１超）である場合とは、被写体までの距離が比較的遠い場合などが該当し、制御信号Ｓ６のレベルが第２のしきい値Ｔｈ２を超えている場合とは、被写体までの距離が比較的近い場合などが該当する。このように、検出された変調レベルに応じてゲイン調整量を変化させれば、変調成分の除去をより高精度に行うことができる。

ゲイン調整量の変化は、リアルタイムに行っても構わないが、リアルタイムに制御すると処理が複雑になってしまうおそれがある。また、制御信号Ｓ６の瞬間的なレベル変動に過敏に反応してしまい、かえって画像品質が低下するおそれもある。したがって、図８に示すように、制御信号Ｓ６のレベルが連続した所定フレームに亘り第２のしきい値Ｔｈ２を超えた（又は下回った）ことに応答して、ゲイン調整量を変化させれることが好ましい。尚、ゲイン調整量としては、図８に示すように２段階（ゲインα又はゲインβ）である必要はなく、３段階以上であっても構わないし、リニア（無段階）であっても構わない。

このように、本実施形態によれば、上記実施形態による効果に加え、暗視撮影時における画像品質の低下をより効果的に防止することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態では、減算器１３１ｂを用いてフレーム間における画像信号Ｄの差分レベルを絶対値として算出しているが、絶対値を用いることは必須でない。絶対値を用いない場合、図９に示すように、しきい値としてＴｈ１及び−Ｔｈ１の２つを用いれば良い。

また、上記実施形態では、明所にて暗視撮影モードが選択されると、通常撮影モードへ強制移行させているが、本発明はこれに限定されず、ＣＣＤ等の撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影が禁止される限り、他の方法を用いても構わない。例えば、明所にて暗視撮影モードが選択された場合、撮影できない状態としても構わない。

また、上記実施形態では、撮像デバイスとしてＣＣＤ素子を用いているが、赤外光にも感度を持つ撮像デバイスであれば、ＣＣＤ素子以外の撮像デバイスを用いても構わない。

さらに、上記実施形態では、赤外線ランプを強度変調しているが、本発明がこれに限定されるものではなく、例えば、周波数変調を行っても構わない。

また、上記実施形態では、暗視撮影モードが選択された場合、ステップＳ３１〜Ｓ３３からなるループ、又は、ステップＳ３１〜Ｓ３５からなるループを常に繰り返し実行しているが、常時実行することは必須でなく、間欠的に実行しても構わない。例えば、１分ごとに、１秒間（約６０フレーム）だけ上記のループを繰り返すといった方法を用いても構わない。このような間欠動作によれば、消費電力を低減することが可能となる。

さらに、上記実施形態では、赤外線カットフィルタ１０２を赤外線遮断位置１０２ａ又は赤外線透過位置１０２ｂに配置することによって、赤外線の遮断及び透過を制御しているが、赤外線の遮断及び透過を制御する方法としてはこれに限定されず、他の方法、例えば、赤外線透過率に角度依存性のある赤外線カットフィルタを用い、光路に対する赤外線カットフィルタの角度を変化させることによって制御しても構わない。このように、暗視撮影モードにおいて赤外線を透過させる場合、必ずしも、赤外線カットフィルタを光路外に移動させる必要はない。

また、上記実施形態では、ゲイン制御アンプ１０５を用いて変調成分の打ち消しを行っているが、本発明においてこのような制御を行うことは必須でなく、変調成分を含んだままの画像信号Ｄを内部回路に供給しても構わない。この場合、画像品質の低下が生じる場合あるが、例えば、変調の度合い（例えば、強発光と弱発光との光量差）が人間の目には感じられない程度に小さい場合や、周波数が人間の目には感じられない程度の高周波である場合などにおいては、変調成分の打ち消しを行わなくても、十分な画像品質を確保できるものと考えられる。

尚、上記実施形態では、検出部１３０を用いた相関検出動作に１フレーム要するため、判定中のフレームと、ゲイン制御アンプ１０５によるゲイン調整の対象となるフレームとが１フレームずれているが、１フレーム単位でゲインを変化させるなどのシビアな制御は行っていないため、この点は実用上問題とならない。但し、何らかの理由により、判定中のフレームと、ゲイン調整の対象となるフレームとを一致させたい場合には、図１０に示すように、ゲイン制御アンプ１０５の前段にフレームメモリ１０５ａを介在させたり、図１１に示すように、検出部１３０に含まれるフレームメモリ１３１ａの出力をゲイン制御アンプ１０５に供給する構成とすればよい。

本発明の好ましい第１の実施形態による撮影装置の主要部の構成を概略的に示すブロック図である。 通常撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのフローチャートである。 暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのフローチャートである。 検出部１３０の具体的な構成の一例を示すブロック図である。 暗所において暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのタイミング図である。 明所において暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するためのタイミング図である。 本発明の好ましい第２の実施形態による撮影装置に用いられる検出部２３０の構成を示すブロック図である。 第２の実施形態による撮影装置の動作を説明するためのタイミング図である。 暗所において暗視撮影モードが選択された場合の動作を説明するための別のタイミング図である。 一変形例による撮影装置の主要部の構成を概略的に示すブロック図である。 他の変形例による撮影装置の主要部の構成を概略的に示すブロック図である。

符号の説明

１０１ 撮像レンズ
１０２ 赤外線カットフィルタ
１０２ａ 赤外線遮断位置
１０２ｂ 赤外線透過位置
１０３ ＣＣＤ素子
１０４ フロントエンド回路
１０５ ゲイン制御アンプ
１０５ａ フレームメモリ
１０６ 赤外線ランプ
１１０ 制御回路
１２１ 切替機構
１２２ ランプ駆動回路
１３０，２３０ 検出部
１３１ フレーム差分演算器
１３１ａ フレームメモリ
１３１ｂ 減算器
１３２ フレーム差分積算器
１３３ フレーム相関検出器
Ｄ 画像信号
Ｍ モード信号

Claims (6)

1. 撮像デバイスと、前記撮像デバイスに入射する赤外線を除去する赤外線カットフィルタと、被写体に赤外線を照射する赤外線ランプとを備え、通常撮影モードが選択された場合には、前記赤外線カットフィルタによって前記撮像デバイスに入射する赤外線を除去し、暗視撮影モードが選択された場合には、前記撮像デバイスに赤外線を入射させる撮影装置であって、
   前記暗視撮影モードが選択されたことに応答して、前記赤外線ランプを用いて変調された赤外線を照射し、前記撮像デバイスにより生成された画像信号から変調された赤外線が検出されなかった場合、前記撮像デバイスに赤外線が入射する状態での撮影を禁止する手段を備えることを特徴とする撮影装置。
2. 前記手段は、変調された赤外線が前記画像信号から検出されなかった場合、前記赤外線カットフィルタによる赤外線の除去を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記手段は、変調された赤外線が前記画像信号から検出されなかった場合、前記通常撮影モードに強制移行させることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮影装置。
4. 前記手段は、変調された赤外線が前記画像信号から検出された場合、変調成分を打ち消すように、前記画像信号のゲインを調整することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮影装置。
5. 前記手段は、前記暗視撮影モードが選択されたことに応答して、前記赤外線ランプを用いてフレーム周期のｎ倍又は１／ｎ倍（ｎは整数）に変調された赤外線を照射することを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
6. 前記手段は、変調された赤外線が前記画像信号から検出された場合、変調レベルを測定し、その結果に応じて、前記画像信号のゲイン調整量を変化させることを特徴とする請求項４又は５に記載の撮影装置。

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