JP4612861B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
さらに、撮像光学系とは別に可視光の明度センサを設けこの明度センサにより構成される明度検出手段で被写体明度を検出し、被写体明度が低下したときに自動的にナイトモードへ切替える技術が特開2000−224469号公報(特許文献2)で開示されている。
これは、第1に、撮像光学系の撮像範囲(撮像画角)よりも明度検出範囲(明度検出画角)が広いか、または撮像光学系の撮像範囲内に明度検出範囲が存在しない等、被写体の正確な明度が分からないためと推測される。従来、このような明度検出手段の明度検出範囲と撮像光学系の撮像範囲との関係は開示されていない。
本発明の課題は、簡単な構成で、適切なオートナイトモード動作のように少なくとも2種類の撮影モードの自動的切替えを行うことができる撮像装置を提供することにある。
また、前記制御手段は、前記赤外カットフィルタを透過する波長帯の明度情報と前記赤外カットフィルタにより遮蔽される波長帯の明度情報とを所定の割合で加算した情報に基づいて、前記赤外カットフィルタを前記撮像光学系の光路中に挿入するようにすれば、前記赤外カットフィルタにより遮蔽される波長帯の明度が大きくて、前記赤外カットフィルタを挿入した場合に、明度が激減して赤外カットフィルタを抜くというハンチングの発生を防止することに役立つ。
[第1の実施例]
図1は本発明の第1の実施例に係る撮像装置の概要構成図である。図中、1は撮像レンズ(撮像光学系)、2は撮像レンズ1の光軸である。3はフィルタ切替え機構で、赤外光をカットする赤外カットフィルタ4と透明基板(光路長補正手段)5を適宜、モータ6により切替えることができるよう構成されている。7はCCD等の撮像素子、8は明度検知手段であり、被写体を含む撮像範囲の明度を検出する可視光センサである。この可視光センサ8の分光感度特性はCCD7に赤外カットフィルタ4を組み合わせた際の分光感度特性と同等となるように構成されている。9は可視光センサの光軸、10はこの撮像装置を制御する制御回路であり、外部からの電源の入力および外部への映像信号の出力を行えるように構成されている。15はズームレンズである撮像レンズ1の少なくとも一部を光軸2方向に移動させて撮像レンズ1の焦点距離を広角から望遠まで変化させるためのモータである。
図1および図2において、撮像に寄与する入射光は撮像レンズ1に入射し、赤外カットフィルタ4もしくは透明基板5を透過した後、CCD7に入射し、結像する。CCD7に結像した光(被写体の像)は映像信号処理回路24で信号処理されてカラー信号もしくは白黒信号が映像信号として映像信号出力回路27より出力される。
まず、ステップS101で現在の撮影モードがナイトモードであるかどうかをカメラ制御回路21で判断する。ここでナイトモードの時は、ステップS102にて可視光センサ8から出力される明度値Y1の算出を行ない、続いてステップS103にて撮像素子7上の可視光センサ検出範囲と等しい領域、つまり図3中の明度検出範囲32と等しい領域のみに限定した明度Y2を算出する。続いてステップS104では、ステップS102で算出した可視光センサ8の明度Y1とステップ103で算出した撮像素子7の明度Y2の差分Ydiffを算出する。ここで算出されたYdiffは赤外カットフィルタ4でカットされる光波長よりも長波長帯域側の光成分で得られている明度成分であり、赤外成分が無い光源環境ではゼロとなり、赤外成分が増すにつれ増加していく。
ステップS106で明度Yallが閾値Yth以下の場合にはステップS109にて、ステップS107で用いる経過時間Tをクリアする。
ステップS110で明度Yallが閾値Yth2以下の場合にはステップS113にて、ステップS111で用いる経過時間Tをクリアする。
本発明の第2実施例を図1、図2、図5、図6を用いて説明する。本実施例は、ハードウエア構成が第1の実施例(図1、図2)と共通であるが、制御回路10のカメラ制御回路21を動作させるソフトウエアが異なる。図5は本実施例における図1に示される撮像装置の撮像範囲と可視光センサの明度検出範囲との関係説明図、図6は本実施例の動作を表わすフローチャートである。
カメラ制御回路21は、まず、ステップS301で現在の撮影モードがナイトモードであるかどうかを判断する。ここでナイトモードの時は、まずステップS302で現在のレンズズーム位置を参照しズーム位置情報からレンズ撮像範囲51を算出する。続いてステップS303では、ステップS302にて算出された現在のレンズ撮像範囲と可視光センサ8の明度検出範囲52が同じ所定の範囲内に収まる位置関係か否かを判断する。ここで両者が所定範囲内に収まる位置関係、つまり撮像範囲51が可視光センサ8の明度検出範囲52とほぼ同一領域にある場合には、ステップS304にて可視光センサ8から出力される明度Y1の算出を行う。続いてステップS305にて、可視光センサ8から出力される明度Y1を所定の切替え閾値Yth1と比較し、閾値Yth1を超える明度の場合には次のステップS306にて被写体状態が所定の期間Twait以上安定して閾値Yth1を超える明るさか否かを判断する。安定している場合には次のステップS307にてナイトモードからカラーモードへの切替えを行う。これにより、一過性の明度上昇か否かを判別できハンチング発生を未然に防止することができる。
またステップS301において、現在の撮影モードがナイトモードでない場合には、ステップS309〜S312において、第1の実施例のステップS110〜S113について既に説明したのと同様に、カラーモードからナイトモードへの切替え判定を行う。
例えば、現在のレンズ撮像範囲51と可視光センサ8の検出範囲52の少なくとも一方が所定範囲内に収まらない位置関係であり、かつ可視光センサ8の明度検出範囲52が撮像範囲51の内側であり、撮像範囲51より狭い場合には、第1の実施例で既に説明したのと同様に、撮像素子7上の可視光センサ検出範囲と等しい領域のみに限定した撮像素子7の明度と可視光センサ8の明度情報に基づいて、最適な撮影モードの判断を行う。
本発明の第3実施例を図1、図3、図7、図8、図9を用いて説明する。
本実施例において、光学系の構成は第1の実施例(図1)と共通である。また、制御回路10(図7)は、第1の実施例(図2)のものに対し、ズーム位置補正データ格納手段29を追加したものである。即ち、本実施例は実施例1に対し変倍手段を追加した実施例である。制御回路10のカメラ制御回路21を動作させるソフトウエア(図8)も異なる。図7は図1に示される撮像装置の回路構成を示すブロック図、図8は本実施例の動作を表わすフローチャート、図9はズーム機構(変倍手段)を備える撮像レンズにおける絞り機構開放時のF値変化特性図である。
まず、図7の回路構成を示す制御回路10のブロック図について説明をする。制御回路10は、カメラ制御回路21、CCD制御回路22、可視光センサ制御回路23、映像信号処理回路24、IRカットフィルタ制御回路25、測光回路26、映像信号出力回路27、ズームモータ制御回路28、ズーム位置補正データ格納手段29により構成されている。撮像に寄与する入射光は図1における撮像レンズ1に入射し、赤外カットフィルタ4もしくは透明基板5を透過した後、CCD7に結像する。CCD7に結像した光は映像信号処理回路24で信号処理されてカラー信号または白黒信号が映像信号として映像信号出力回路27より出力される。
全体的な流れは第1の実施例で説明してあるため、ここでは、主として、相違点のみ説明する。カメラ制御回路21は、まず、ステップS101で現在の撮影モードがナイトモードであるかどうかを判断する。ここでナイトモードの時は、ステップS402で現在のレンズズーム位置を参照し、続くステップS403ではズーム位置補正データ格納手段29に納められているズーム位置補正データに基づいて可視光センサ8から得られた明度を補正し、現在のズーム位置での撮像レンズ1のレンズ明度相当の可視光明度情報を算出する。以降は第1の実施例中で記載したと同様に、ステップS403で得られた可視光センサ明度情報と撮像素子からの明度情報を比較することで撮影モードの切替え判定を行っていく。
本発明の第4実施例を図1、図3、図7、図10を用いて説明する。
本実施例において、光学系および制御回路10(図7)の構成は第3の実施例(図1、図7)と共通である。制御回路10のカメラ制御回路21を動作させるソフトウエア(図10)は異なる。図10は本発明の第4実施例の動作を表わすフローチャートである。
図1の撮像装置の概要構成図、図3の撮像範囲と可視光センサの明度検出範囲との関係説明図の説明については、既に本発明の第1の実施例にて説明しているため省略する。また図7に示す制御回路10のブロック図についても既に本発明の第3の実施例にて説明しているため省略する。
ズーム位置を参照して可視光センサの明度情報を補正し撮影モードの判定をおこなう処理について、全体的な流れは第1および第3の実施例で説明してあるため、ここでは相違点のみ説明する。
また、ステップS502においてレンズのズーム移動手段が移動中の場合には、一連の撮影モードの切替え判定は行わず(変倍手段の移動中は前記挿脱手段の駆動を禁止して)現在の撮影モードを維持する。
上述において、明度検知手段としては、可視光センサを用いたが、赤外センサを用いることもできる。この場合、例えば第1の実施例においては、可視光センサ8の明度Y1と撮像素子7の明度Y2との差として赤外成分の明度Ydiffを求めている。これに対し、赤外センサを用いて赤外成分の明度を求めた場合は、撮像素子7の明度Y2と赤外センサの明度との差として可視光の明度Y1を求めることになる。
また、上述においては、デイモードからナイトモードへの切り換えを撮像素子7の明度、すなわち赤外成分と可視光成分との総和に基づいて行っているが、可視光センサの明度を用いてこれを行っても良い。
2:光軸
3:フィルタ切替え機構
4:赤外カットフィルタ
5:透明基板
6:モータ
7:CCD
8:可視光センサ
9:光
10:制御回路
15:モータ
21:カメラ制御回路
22:CCD制御回路
23:可視光センサ制御回路
24:映像信号処理回路
25:IRカットフィルタ制御回路
26:測光回路
27:映像信号出力回路
28:ズームモータ制御回路
29:ズーム位置補正データ格納手段
Claims (4)
- 撮像光学系と、
該撮像光学系により結像した被写体の像を映像信号として出力する撮像手段と、赤外光をカットする赤外カットフィルタと、
該赤外カットフィルタを前記撮像光学系の光路中に挿脱する挿脱手段と、前記撮像手段とは異なる部位に設けられ被写体の明度を検出するための明度検知手段と、
前記撮像光学系の倍率を変える変倍手段と、
前記撮像手段と前記明度検知手段の少なくとも一つの出力に基づいて、前記挿脱手段の挿脱を制御する制御手段とを有し、
前記明度検知手段の明度検出範囲は、前記撮像光学系の撮像範囲内で、かつ前記撮像範囲と等しいか若しくは狭い範囲であり、前記制御手段は、前記明度検知手段の明度情報と前記撮像手段の前記明度検出範囲に相当する領域の明度情報、に基づいて前記挿脱手段を制御し、前記変倍手段の移動中は前記挿脱手段の駆動を禁止することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、前記変倍手段の変倍値に応じて、前記明度検知手段からの明度情報を補正した情報に基づいて前記挿脱手段を制御することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮像光学系の撮像範囲または該撮像範囲内で予め設定された範囲と前記明度検知手段の検出範囲とが等しい場合は、前記明度検知手段の明度情報のみに基づいて前記挿脱手段を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。
- 前記制御手段は、前記赤外カットフィルタを透過する波長帯の明度情報と前記赤外カットフィルタにより遮蔽される波長帯の明度情報とを所定の割合で加算した情報に基づいて、前記赤外カットフィルタを前記撮像光学系の光路中に挿入することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の撮像装置。
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