JP5014474B2

JP5014474B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5014474B2
Application number: JP2010164056A
Authority: JP
Inventors: 一敏河田
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Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-08-29
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Also published as: JP2010279061A

Description

本発明は、撮像光学系の光路中に挿脱可能に構成された赤外カットフィルタを有し、少なくとも２種類の波長帯における撮像が可能な撮像装置に関する。

カラー画像は形や明るさの情報だけではなく、色情報を得られるため、モノクロ画像と比較して撮影対象の識別が格段に優れている。そのため、監視目的のカメラなどでは、通常、カラー画像の撮影が行われている。但し、監視目的のカメラなどで広く用いられるＣＣＤ等の撮像素子は、可視域（λ＝約４００ｎｍ〜約７００ｎｍ）の光だけでなく、近赤外域（λ＝約７００ｎｍ以上）の光にも感度を有するため、感度を有する帯域全部の情報を用いると、撮影されたカラー画像の色のバランスが狂ってしまい、正しく被写体の色の再現を行うことができない。そのため、撮像素子を用いてカラー画像を撮影する場合には、撮影光の入射光路中に近赤外光をカットするための近赤外光カットフィルタ（以下、ＩＲカットフィルタと記載）を配置している。

しかし、夜間の屋外や照明のない室内等の非常に暗い被写体の撮影を行う場合には、入射光量が不足するため、撮像素子から出力される画像信号を増幅するなどして被写体を明瞭に撮影する技術などが一般的に用いられているが、カラー画像信号を大きく増幅するとカラー信号のＳ／Ｎが悪化しノイズの多い画像となってしまい、かえって被写体の輪郭や形状が不明瞭な画像となってしまう。また、低明度下では、色彩情報が減少するためにカラー画像の価値は相対的に低くなる。

そこで、低明度下の撮影では、Ｓ／Ｎを悪化させるカラー情報の取得を放棄して明度信号のみのモノクロ画像として画像処理を行っている。すなわち、ＩＲカットフィルタを光路中より脱出させ、その代わりに光路長補正用のダミーガラスを挿入して、近赤外光も明度情報に加えることで被写体をよりはっきり明るく撮影するナイトモードと呼ばれる技術が、特開２００１−４５５１２号公報（特許文献１）等に開示されている。

また、特許文献１には、カラーとモノクロの撮影モードの切替えを自動的に行うオートナイトモード技術が開示されている。

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。

特開２００１−４５５１２号公報特開２０００−２２４４６９号公報

しかしながら、従来例のオートナイトモードを搭載する撮像装置では、適切なオートナイトモード動作を行うことができないという問題点が存在する。

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。

第２に、ズーム操作に伴い変化する撮像光学系の撮像範囲（画角）とＩＲカットフィルタの挿脱タイミングとの関係が不適切で、このため撮像光学系の撮像範囲と明度検出手段の明度検出範囲が相対的に変化する場合に適切なオートナイトモード動作を行うことができないことが推察される。従来、このようなズーム操作に伴い変化する撮像光学系の撮像範囲（画角）とＩＲカットフィルタの挿脱タイミング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。

上記の課題を解決するために、本発明の撮像装置は、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脱する挿脱手段と、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した状態での前記撮像手段の分光感度特性と同等の分光感度特性を有し、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赤外カットフィルタを前記撮像光学系の光路中に挿入していない状態で得られる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の差分と、予め決められた切り替え判定閾値に基づいて前記挿脱手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、撮像光学系とは異なる部位に設けられその検出範囲が固定である明度検知手段を用いても、また撮像光学系の撮像範囲（画角）が大きく変化しても、安定して赤外カットフィルタの挿抜による少なくとも２つの撮影モードの切替えが可能となる。

本発明の第１〜第４の実施例に係る撮像装置の概要構成図である。本発明の第１および第２の実施例に係る撮像装置の回路構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施例に係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の説明図である。本発明の第１の実施例に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第２の実施例に係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の説明図である。本発明の第２の実施例に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。本発明の第３の実施例に係る撮像装置の回路構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施例に係る撮像装置の動作を制御するフローチャートである。本発明の第３および第４の実施例に係る撮像装置におけるズーム機構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。本発明の第４の実施例に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。

本発明は、特に前記撮像光学系の倍率を変える変倍手段を備えた撮像装置に好適に適用される。その場合、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とよい。また、前記制御手段は、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が好ましい。

本発明の好ましい実施形態において、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が好ましい。

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。

以上述べたように、本発明の実施形態によれば、撮影レンズ（撮像手段）とは異なる部位に設けられその検出範囲が固定である可視光センサ（明度検知手段）を用いても、撮像レンズの広いズーム範囲に渡って安定してカラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを行うことができる、可視光センサを用いた撮影モード切替えカメラを提供することができる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

［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１の制御回路１０は図２に示されるようにカメラ制御回路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により構成されている。

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。

図３は図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である。次に、可視光センサ８の明度検出範囲について図３を用いて説明する。図３において、３１は撮像装置の撮像範囲（撮影画角）であり、３２は可視光センサ８の明度検出範囲（明度検出画角）である。図に示されるように明度検出範囲３２は撮像範囲３１内にあり、かつ撮像装置の変倍光学系の広角端と望遠端においても画角範囲内となるように設定されている。つまり、変倍光学系を広角端とした場合の明度検出範囲３２は勿論のこと、変倍光学系を望遠端とした場合の明度検出範囲３２も撮像範囲３１より狭い範囲となる。また、撮像範囲３１内に明度検出範囲３２を設定するために可視光センサ８の感度が最大となる方向である光軸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、例えば撮像レンズ１の鏡筒（不図示）に配置されている。

以上の構成において、カラー撮影モードの時は赤外カットフィルタ４が撮像レンズ１とＣＣＤ７の間に挿入され、制御回路１０からはカラー信号が映像信号として外部へ出力される。また、白黒撮像モードの時は赤外カットフィルタ４に代えて透明基板５が撮像レンズ１とＣＣＤ７の間に挿入され、該赤外カットフィルタの挿脱を制御する手段である制御回路１０からは白黒信号が映像信号として外部へ出力される。

図４は図１に示される撮像装置の動作を説明するフローチャートである。次に図４のフローチャートを用いて、カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを行う制御回路１０の動作について説明する。

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。

続いてステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で得られた赤外成分による明度Ｙｄｉｆｆに基づいて、撮像素子７上の全撮像範囲３１の明度Ｙａｌｌと比較し、撮影モードをナイトモードからカラーモードへ切替える判定を行なうための閾値Ｙｔｈを算出する。ここで閾値Ｙｔｈの算出式の一例を挙げると、光源に赤外成分を含まない場合にナイトモードからカラーモードへ切替える閾値をＹｔｈ１、赤外成分Ｙｄｉｆｆに応じた閾値増加率を係数αとした場合に、Ｙｔｈ＝Ｙｔｈ１＋（α＊Ｙｄｉｆｆ）で算出することができる。この式からも明らかなように、被写体を照射している光源の赤外成分が増すにつれ切替え閾値Ｙｔｈも大きくなり、赤外成分が多い光源では、赤外成分に応じた高い明度まで撮像素子の明度Ｙａｌｌが上昇しないと、ナイトモードからカラーモードに切替えが行なわれない。

この考えにより、例えば赤外成分が多く可視光成分が少ない光源環境において、単純に撮像素子の明度Ｙａｌｌが所定の切替え閾値Ｙｔｈ１を超えたことでカラーモードに切替えるべきと判断され、赤外カットフィルタ４を挿入した場合に、撮像素子の明度Ｙａｌｌのほとんどを占めていた赤外光成分がカットされることにより、急激な明度低下が発生し、ハンチングの発生となることを防ぐことができる。また、この算出式内で撮像範囲に対する明度検出範囲の割合を考慮に入れることで、さらに適応度が高められることも明らかである。

続いてステップＳ１０６では、撮像素子７上の全撮像範囲３１の明度ＹａｌｌをステップＳ１０５で求められた切替え閾値Ｙｔｈと比較し、明度Ｙａｌｌが閾値Ｙｔｈを超える場合には次のステップＳ１０７にて被写体状態が所定の期間Ｔｗａｉｔ以上安定して閾値Ｙｔｈを超える明るさであるか否かを判断し、安定している場合には次のステップＳ１０８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。

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。

また、ステップＳ１０１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、続いてステップＳ１１０で、撮像素子上の全撮像範囲３１の明度Ｙａｌｌを既定の切替え閾値Ｙｔｈ２と比較し、閾値Ｙｔｈ２を下回る明度の場合には次のステップＳ１１１にて被写体状態が所定の期間Ｔｗａｉｔ以上安定して閾値Ｙｔｈ２を下回る明るさであるか否かを判断し、安定している場合にはステップＳ１１２にてカラーモードからナイトモードへの切替えを行う。これにより、一過性の明度下降を判別でき、ハンチング発生を未然に防止することができる。

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。

以上のように、本実施例では可視光センサ８から出力される明度と撮像素子７上の可視光センサ検出範囲３２と等しい領域のみに限定した明度に基づいて判断をすることで、被写体から反射して得られる明度情報の中に赤外成分がどの程度含まれているかを判別することができる。つまり、上記で説明したフローでカラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを適切に行うことができる効果がある。

［第２の実施例］
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。

まず可視光センサ８の明度検出範囲について図５を用いて説明する。図中の５１は撮像装置の撮像範囲であり、５２は可視光センサ８の明度検出範囲である。図に示されるように明度検出範囲５２は撮像範囲５１とほぼ同等な位置でかつ等しい領域を検出している。また、撮像範囲５１内に明度検出範囲５２を設定するために可視光センサ８の感度が最大となる方向である光軸９と撮像レンズ１の光軸２は平行であり、かつ光軸９は光軸２の近傍に配置されている。可視光センサ８は、例えば、撮像レンズ１の鏡筒の内側で、撮像レンズ１が広角端に設定された場合でも撮像素子７の画角に入らない位置に取り付けられている。

以上の構成において、カラー撮影モードの時は赤外カットフィルタ４が撮像レンズ１とＣＣＤ７の間に挿入され、制御回路１０からはカラー信号が映像信号として外部へ出力される。また、白黒撮像モードの時は透明基板５が撮像レンズ１とＣＣＤ７の間に挿入され、制御回路１０からは白黒信号が映像信号として外部へ出力される。

次に図６のフローチャートを用いて、明度検出範囲と撮像範囲がほぼ同等な位置でかつ等しい領域をなしている場合の、カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを行う制御回路１０の動作について説明する。

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。

一方、ステップＳ３０５において、明度Ｙ１が切替え閾値Ｙｔｈ１以下の場合にはステップＳ３０８にて、ステップＳ３０６で用いる経過時間Ｔをクリアする。

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。

また、ステップＳ３０３において、ステップＳ３０２にて算出された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った場合は、可視光センサ情報のみで判断するのではなく、撮像素子からの情報をも併せて用いることで判断を行う。

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。

以上のように、レンズ撮像範囲と可視光センサの明度検出範囲を比較し、レンズ撮像範囲と可視光センサの検出範囲が所定範囲内に収まる位置関係か否かを判断し、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、可視光センサ８から出力される明度情報のみに基づいて判断することで、カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを適切に行うことができる効果がある。

［第３の実施例］
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。

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。

続いて図９のズーム機構を備える撮像レンズにおける絞り機構開放時のＦ値変化特性図について説明する。一般的にズーム機構を備える撮像レンズにおいては、広角端から望遠端まで倍率を変化させていくと、そのズーム位置に応じてレンズの明るさを表わすＦ値が変化していくといった特性を持つ。ここで、広角端でのレンズ明るさＦ値を基準１．０とした場合に、ズームを望遠端方向に変化させていったＦ値の変化特性は図９のようになる。この特性はレンズ固有のものであり、光学設計が異なる他のレンズではまた異なったＦ値変化特性をもつが、同一光学設計のレンズ同士ではこの特性はほぼ安定しており、また製品設計段階にて事前に得られるデータである。

本実施例においては、可視光センサ８は撮像光学系１とは異なる部位に設置された構成をしており、可視光センサ８の明度情報とズーム機構を備えた光学系１を経由して得られる撮像素子７からの明度情報を比較することから、ズーム位置を考慮するのは必須である。いま例えば広角端と望遠端の中間近傍（以下ミドルと呼ぶ）にズーム位置がある場合を想定してみる。図９のＦ値特性図から光学系１のＦ値減衰率は広角端の０．８倍である。つまり同量の光量をレンズ入射口で受光しても広角端に比べミドル位置では８０％の明るさしか得られないということである。ここで可視光センサ８はＩＲカットフィルタ４を挿入した時の撮像素子７の明度値を表わす働きをするはずである。しかし、８０％減衰補正をしない明度で撮影モードを判定し、カラー撮影モードへ切替えを実行してしまうと、明度が大きく落ち予定していた撮影明度を満足する映像が得られないといった問題が発生する。つまり可視光センサから得られる明度情報にズーム位置に応じた補正を考慮しないと、誤った可視光センサ明度情報に基づいて判断することとなり、適切な撮影モードの切替え判定が出来ないといった問題が発生してしまう。即ち、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が必要である。

次に図８のフローチャートを用いて、ズーム位置（変倍値）に応じた可視光センサの明度補正を行った場合の、カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを行う制御回路１０の動作について説明する。

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。

以上のように、本実施例では、可視光センサから得られる明度情報をズーム位置補正データ格納手段に格納されている撮像光学系のズーム位置に応じた補正情報に基づいて補正し、撮影モードの切替え判定に使用することで、誤った可視光センサ明度情報に基づいて誤判断する問題を防止することができ、カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを適切に行うことができる効果がある。

［第４の実施例］
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。

次に図１０のフローチャートを用いて、ズーム位置に応じた可視光センサの明度補正を行う場合に、ズームレンズの移動状態を確認してカラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを行う制御回路１０の動作について説明する。

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。

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、続くステップＳ５０２にて現在レンズのズーム移動手段が移動中か否かの判断を行う。レンズのズーム移動手段が停止している場合には続くステップＳ５０３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のレンズ明度相当の可視光明度情報を算出する。以降は本発明の第３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。
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。

以上のように、本実施例では、可視光センサ８から得られる明度情報をズーム位置補正データ格納手段２９に格納されている撮像光学系１のズーム位置に応じた補正情報に基づいて補正し、撮影モードの切替え判定に使用する処理において、レンズのズーム移動手段が、現在、移動中か否かの判断を行い、移動手段停止時にのみ撮影モードの切替え判定を行う。これにより、ズーム位置により異なるレンズ１の明るさＦ値変化特性がある場合でも、安定的に可視光センサ８の明度情報を補正することができる。そのため、誤った可視光センサ明度情報に基づいて誤判断する問題を防止することができ、カラー撮影モードと白黒撮影モードの切替えを適切に行うことができる効果がある。

［発明の適用範囲］
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。

１撮像レンズ
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
７ＣＣＤ
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
２２ＣＣＤ制御回路
２３可視光センサ制御回路
２４映像信号処理回路
２５ＩＲ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

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、
前記赤外カットフィルタを前記撮像光学系の光路中に挿入した状態での前記撮像手段の分光感度特性と同等の分光感度特性を有し、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赤外カットフィルタを前記撮像光学系の光路中に挿入していない状態で得られる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の差分と、予め決められた切り替え判定閾値に基づいて前記挿脱手段を制御することを特徴とする撮像装置。
さらに、経過時間を計測する経過時間計測手段とを有し、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の差分と、予め決められた切替え判定閾値、から算出される挿抜判定明度条件を満たした状態を維持したまま、前記経過時間計測手段により計測された経過時間と、規定時間との比較結果に基づいて、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。
前記撮像光学系の倍率を変える変倍手段をさらに備え、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２に記載の撮像装置。
前記制御手段は、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請求項３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１〜４のいずれか１つに記載の撮像装置。