JP4890814B2 - 撮像装置 - Google Patents
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また、本発明は、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抜する挿脱手段と、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出手段と、前記映像信号に基づき撮影画面内の全撮影範囲の明度を算出する画面明度算出手段と、被写体の明度に応じて、前記挿脱手段を制御し、撮影モードの切り換えを行う撮影モード切り換え手段とを有し、前記撮影モード切り換え手段は、前記変倍手段の変倍値から求められる前記明度検出手段の検出範囲と前記撮像手段の撮影範囲の画角差と前記明度検知手段により検出された明度から前記明度検知手段の前記全撮影範囲相当の明度を算出し、前記算出した前記全撮影範囲相当の明度と前記撮影画面内の全撮影範囲の明度の差分に基づき明度閾値を算出し、前記算出した明度閾値と前記全撮影範囲の明度との比較により前記撮影モードを白黒モードからカラーモードへと切り換えることを特徴とする。
[第1の実施例]
図1は本発明の第1実施例に係る撮像装置の概要構成図、図2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である。図中、1は撮像レンズ、2は撮像レンズ1の光軸、3はフィルタ切り換え機構である。フィルタ切り換え機構3は、赤外カットフィルタ4と透明基板5をモータ6により適宜切り換えて撮像レンズ1の光路中に挿抜することができるよう構成されている。7は撮像手段であるCCD、8は撮影範囲の照度(明度)を検出する照度センサ(明度検出手段)であり、この照度センサ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略同等となる様に構成されている。9は照度センサの光軸、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。
撮像に寄与する入射光は撮像レンズ1に入射し、IRカットフィルタ4もしくは透明基板5を透過した後、CCD7に入射する。CCD7に入射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。
照度センサ8について図3を用いて説明する。31は撮像装置の撮影範囲であり、32は照度センサ8の照度(明度)検出範囲である。照度(明度)検出範囲32は撮影範囲31内にある。但し、変倍手段により撮像装置が望遠側になったときには、図6のように照度センサの照度(明度)検出範囲62の方が撮像装置の撮影範囲61より大きくなることがありうる。第1実施例は図3のように撮像装置の撮影範囲31の方が照度(明度)検出手段の照度(明度)検出範囲32よりも大きい場合の補正方法を示す。
撮影範囲31内に照度(明度)検出範囲32を設定するために、照度センサ8の感度が最大となる方向である照度センサ8の光軸9は、撮像レンズ1の光軸2と平行であり、かつ光軸2の近傍に配置されている。また、照度センサ8の分光特性は、可視光成分を検出するため、IRカットフィルタ挿入時のCCDの分光特性に近いものとなっている。
次に、以上の構成の撮像装置におけるカラーモードと白黒モードの切り換え動作を、図4のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップS101で照度センサ検出範囲と同等な領域、つまり図3中の照度(明度)検出範囲32と略同等な領域のみに限定した撮像素子上の輝度値(明度)Y2partと撮像素子上の全撮影範囲の輝度値Y2allを算出する。ステップS102にて照度センサから出力される輝度値Y1の算出を行い、続いてステップS103にて現在の撮影モードが白黒モード(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。白黒モードであればステップS104に進む。白黒モードでなければカラーモード(デイモード)である。カラーモードであればステップS110に進む。
ステップS104では、Y2partとY2allを用いて以下のような計算を行うことにより照度センサの出力Y1より前記全撮影範囲相当の輝度(明度)Y1compを求める。
閾値Ythは、例えば
なお、第1実施例では、照度検出範囲32と略同等な領域のみに限定した撮像素子上の輝度値Y2partと全撮影範囲の輝度値Y2allを用いて、照度センサから出力される輝度値Y1を全撮影範囲相当の輝度Y1compに換算した。しかし、Y2partとY2allの比に応じて切り換え閾値Ythの方を照度検出範囲相当の値に換算しても同様の効果が得られる。
図6は本発明の第2の実施例に係る撮像装置の撮影範囲と照度センサの照度検出範囲との関係説明図である。なお、第2の実施例に係る撮像装置の構成は、第1の実施例と同じ図1及び図2に示すとおりであり、その説明を省略する。
まず照度センサ8の照度検出範囲について図6を用いて説明する。図中の61は撮像装置の撮影範囲であり、62は照度センサ8の照度検出範囲である。図6に示されるように照度検出範囲62は撮影範囲61よりも大きくなっている。この照度検出範囲62と撮影範囲61の関係は例えばズーム機構を有するカメラの望遠側で撮影時に発生する。
次に図7のフローチャートを用いて、照度検出範囲62が撮影範囲61よりも大きくなっている場合の、カラーモードと白黒モードの切り換えの動作について説明する。
まず、ステップS201で撮像素子の全撮影範囲の輝度Y2allの算出を行う。次にステップS202で現在の撮影モードが白黒モードであるかどうかをカメラ制御回路21で判断する。白黒モードであればステップS203へ進み、白黒モードでなければステップS211へ進む。
ステップS203では現在のズーム位置情報を参照し、ステップS204では照度センサから出力される輝度値Y1を算出する。続いてステップS205では、ズーム位置情報を用いて照度センサ出力Y1を撮像素子の全撮影範囲相当の輝度Y1compに換算する。
つまり、
なお、他の算出方法としては、ズーム位置情報に応じて所定値分オフセットを行ってもよい。
以降のステップS206〜ステップS213の処理は、第1実施例のステップS105〜ステップS112と全く同様に行われる。
図8は本発明の第3実施例に係る撮像装置の撮影範囲と照度センサの照度検出範囲との関係説明図である。なお、第3実施例に係る撮像装置の構成は、第1及び第2実施例と同じ図1及び図2に示すとおりであり、その説明を省略する。
図8は第2実施例図6の照度センサの照度検出範囲と撮像装置の撮影範囲の画角差が大きくなったものである。
まず、ステップS301で撮像素子上の全撮影範囲の輝度値Y2allを算出する。次に、ステップS302で現在の撮影モードが白黒モードであるかどうかをカメラ制御回路21で判断する。ここで白黒モードの時は、まずステップS303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撮像素子上の撮影範囲を算出する。
ステップS304において画角差が所定値以上あると判定された場合は、ステップS312に進む。ステップS312では、ステップS301で算出された撮像素子の輝度値Y2allと画角差が所定値以上のカラーモードへの閾値Yth1‘とを比較する。撮像素子の輝度値Y2allの方が大きい場合には、カラーモードへの切り換えを行う。画角差が所定値以上のカラーモードへの閾値Yth2は画角差が所定値以下の閾値Yth1と異なり、赤外光を割合を考慮して決定された値でないため、閾値Yth1よりも大きな値とすることが望ましい。但し、カラーモードへの切り換えを重視したい場合には、それに限ったものではない。
図10は本発明の第4実施例に係る撮像装置の撮影範囲101と照度センサの照度検出範囲102との関係説明図である。なお、第4実施例に係る撮像装置も構成は、第1〜第3実施例と同じ図1及び図2に示すとおりであり、その説明を省略する。
次に図11のフローチャートを用いて、図10に示すように照度検出範囲102と撮影範囲101がずれた場合の、カラーモードと白黒モードの切り換え動作について説明する。
まず、ステップS401で撮像素子の全撮影範囲の輝度Y2allの算出を行う。次にステップS402で現在の撮影モードが白黒モードであるかどうかをカメラ制御回路21で判断する。白黒モードであればステップS403へ進み、白黒モードでなければステップS414へ進む。
そこで、第4実施例では、被写体距離またはズーム位置情報に応じたテーブルを持ち、その値に応じて照度検出範囲32と略同等な領域に輝度値Y2partの検出範囲を変更する。なお、撮像素子上の照度検出範囲相当の範囲を算出する方法としては、被写体距離またはズーム位置情報に応じたテーブルを持たずに被写体距離またはズーム位置情報から計算により算出してもかまわない。
ここで、撮像素子上での照度検出範囲相当領域の輝度の算出方法の一例を図14〜図16を用いて説明する。
図14及び図15に示すように、ズーム位置及び被写体距離に応じて、撮像素子上での(撮影画面内の)照度センサの照度検出範囲相当の領域が変化する。第4実施例に係る撮像装置は図16に示すように撮影画面を複数の領域に分割し、その領域ごとの輝度値を算出する画面明度算出手段を有する。画面明度算出手段は例えば図2のカメラ制御回路21内に構成される。
その際に、照度検出範囲が撮像素子の全撮影範囲からはみ出ていることが、ズーム位置情報及び被写体距離から判定される場合には、そのはみ出ている分に応じた補正を行うことにより、照度センサの換算輝度値Y1compの信頼度を上げることができる。
このように、被写体距離または、ズーム位置情報に応じて、照度検出範囲相当の輝度値を変更することにより、照度センサと撮像光学系とのパララックスを補正し、適切に撮影モードの切り換えを行うことが可能となる。
2 撮像レンズの光軸
3 フィルタ切換え機構
4 IRカットフィルタ
5 透明基板
6 IRカットフィルタ挿抜用モータ
7 CCD
8 照度センサ
9 照度センサの光軸
10 制御回路
15 ズーム用モータ
21 カメラ制御回路
22 CCD制御回路
23 照度センサ制御回路
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
31、51、52、53、61、81、101、151 撮影範囲
32、62、82、102、152 照度センサ検出範囲
Claims (6)
- 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抜する挿脱手段と、
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出手段と、
前記映像信号に基づき撮影画面内の一部撮影範囲及び全撮影範囲の明度を算出する画面明度算出手段と、
被写体の明度に応じて、前記挿脱手段を制御し、撮影モードの切り換えを行う撮影モード切り換え手段とを有し、
前記撮影モード切り換え手段は、前記明度検出手段により検出される明度と前記画面明度算出手段により算出される前記撮影画面内の一部撮影範囲及び全撮影範囲の明度との比率を用いて前記明度検出手段の前記全撮影範囲相当の明度を算出し、算出した前記全撮影範囲相当の明度と前記撮影画面内の全撮影範囲の明度の差分に基づき明度閾値を算出し、前記算出した明度閾値と前記全撮影範囲の明度との比較により前記撮影モードを白黒モードからカラーモードへと切り換えることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮影モード切り換え手段は、前記算出した明度閾値とは異なる、予め定められた閾値と前記全撮影範囲の明度との比較により前記撮影モードをカラーモードから白黒モードへと切り換えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮影モード切り換え手段は、光源に赤外成分を含まない場合に白黒モードからカラーモードへ切り換えを行う規定の閾値に、所定係数の重み付けを行った前記明度の差分を加算した値を前記明度閾値と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。
- 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抜する挿脱手段と、
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出手段と、
前記映像信号に基づき撮影画面内の全撮影範囲の明度を算出する画面明度算出手段と、
被写体の明度に応じて、前記挿脱手段を制御し、撮影モードの切り換えを行う撮影モード切り換え手段とを有し、
前記撮影モード切り換え手段は、前記変倍手段の変倍値から求められる前記明度検出手段の検出範囲と前記撮像手段の撮影範囲の画角差と前記明度検知手段により検出された明度から前記明度検知手段の前記全撮影範囲相当の明度を算出し、前記算出した前記全撮影範囲相当の明度と前記撮影画面内の全撮影範囲の明度の差分に基づき明度閾値を算出し、前記算出した明度閾値と前記全撮影範囲の明度との比較により前記撮影モードを白黒モードからカラーモードへと切り換えることを特徴とする撮像装置。 - 前記撮影モード切り換え手段は、前記算出した明度閾値とは異なる、予め定められた閾値と前記全撮影範囲の明度との比較により前記撮影モードをカラーモードから白黒モードへと切り換えることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
- 前記画角差が所定値以上である場合、前記撮影モード切り換え手段は、前記算出した明度閾値とは異なる、予め定められた閾値と前記全撮影範囲の明度との比較により前記撮影モードを白黒モードからカラーモードへと切り換えることを特徴とする請求項4又は5に記載の撮像装置。
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