以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
(第1実施形態)
(監視カメラ100の外部構成)
図1は、本発明を実施した撮像装置の第1実施形態である監視カメラ(以下、単にカメラと称す)100の外観図を例示的に説明する図である。以降の説明では、図1に図示するカメラ100の状態を基準状態と称する。また、当該基準状態におけるカメラ100(および、撮像レンズ101)の撮像光軸に平行な方向をX方向とする。さらに、X方向と直交し、後述するカメラ保持部105の固定面(設置面)と平行な方向をY方向とする。なお、カメラ100は、X方向側から見た面を正面とし、X方向と直交する方向側から見た面を側面とする。
図1(a)は、基準状態のカメラ100を側面側から見た外観を例示的に説明する図である。また、図1(b)は、サンシェード106を装着した基準状態のカメラ100を側面側から見た外観を例示的に説明する図である。なお、実際のサンシェード106は不透明であるが、説明のために、図1(b)と後述する図6においては、サンシェード106が透けている状態を示す。
図1(a)に図示するように、撮像レンズ101は、撮像用のレンズを備えた光学系であって、被写体の光学像(光束)を後述するカメラ本体部103の内部へと導く。撮像レンズ101によって導かれた光束は、後述するセンサ202上に結像する。
第1の照明部102aと第2の照明部102bは、撮像対象の被写体を照明できる照明手段である。本実施形態で、第1の照明部102aと第2の照明部102bは、撮像レンズ101の周囲のそれぞれ異なる位置に配置されている。本実施形態のカメラ100は、第1の照明部102aが配されている側をカメラ100の上側、第2の照明部102bが配されている側をカメラ100の下側とする。なお、照明光107は、照明部102a、102bから照明された光を例示的に説明している。
以降の説明では、特記しない限り、第1の照明部102aと第2の照明部102bを総称して、照明部102とする。なお、照明部102は、照明光の波長として、赤外線(Infrared:IR)を照射する構成であるが、照明光としてIR以外の波長の光を照射できる構成であってもよい。
なお、本実施形態では、撮像レンズ101の向きをカメラ100の撮像方向とし、照明部102の向きをカメラ100の照明方向とする。具体的に、撮像レンズ101の光の入射面101aの向きを、カメラ100の撮像方向とする。例えば、図1(a)に図示するような基準状態のカメラ100においては、図中に示すX方向がカメラ100の撮像方向となる。なお、カメラ100の撮像方向は、撮像レンズ101の撮像光軸と平行となる。
また、第1の照明部102a、第2の照明部102bから照射される照明光107の照射方向を、カメラ100の照明方向とする。具体的に、照明部102から照射される光束の略中心が向かう方向を、カメラ100の照明方向とする。例えば、図1(a)に図示するような基準状態のカメラ100においては、前述した撮像方向と同様に、図中に示すX方向がカメラ100の照明方向である。
カメラ本体部103は、撮像レンズ101および照明部102を備えたカメラ100の本体部であって、後述するカメラ保持部105に保持されている。カメラ本体部103は駆動モーターなどの駆動機構(不図示)を有しており、後述するカメラ制御部(調節手段)207の指示に基づいて、壁や天井などに固定されたカメラ保持部105に対する相対的な配置(以下、相対位置と称す)を変更することができる。
そして、カメラ本体部103の相対位置を変更することで、カメラ保持部105に対する、撮像レンズ101、照明部102の相対的な配置を変更することができる。すなわち、本実施形態のカメラ100は、カメラ保持部105に対するカメラ本体部103の相対的な位置を変更することで、カメラ100の撮像方向と照明方向を変更することができる。
なお、撮像レンズ101と照明部102は、カメラ本体部103に固定されているため、カメラ本体部103の相対位置を変更しても、撮像レンズ101と照明部102との相対的な位置関係は変化しない。すなわち、本実施形態では、撮像方向と照射方向とが常に同一方向となる。
以上説明した構成により、本実施形態のカメラ100は、ユーザーの操作、または予め定められた動作指示にしたがって、撮像方向および光の照射方向を自由に変更することができる。
図1に図示したカメラ本体部103の相対位置を、カメラ本体部103の基準位置とする。すなわち、基準状態のカメラ100における、カメラ本体部103の相対位置が基準位置である。なお、カメラ本体部103の相対位置は、ユーザーの手動操作によって変更することもできる。カメラ本体部103の内部構成については、後述のカメラ100の内部構成の説明において言及する。
保護ドーム104は、撮像レンズ101、照明部102、カメラ本体部103を覆う透明の保護部材であって、照明部102から照射された照明光は、保護ドーム104では反射せず、カメラ100の撮像方向に向けてほぼ100%透過する。
カメラ保持部105は、カメラ本体部103および保護ドーム104、後述するサンシェード106などを保持する保持手段である。カメラ保持部105の、カメラ本体部103を保持する面とは反対側の固定面(設置面)を、壁や天井などの固定対象物に取り付けることができる。したがって、カメラ保持部105の固定面を外部の固定対象物に固定することで、カメラ100を壁や天井などに取り付けることができる。
サンシェード106は、所定の方向から撮像レンズ101に向かう太陽光などの外光を遮光する遮光部材である。本実施形態のサンシェード106は、カメラ100の上側方向からの外光を遮光し、撮像レンズ101に外光が入射することを抑制する。
なお、本実施形態では、カメラ保持部105に設けられた係合部(不図示)と、サンシェード106の係合部(不図示)とを互いに係合させることで、サンシェード106をカメラ保持部105に保持させることが可能である。この構成により、ユーザーは、カメラ100に対するサンシェード106の装着および取り外しを自由に変更することができる。
ここで、前述したカメラ本体部103とは異なり、保護ドーム104とサンシェード106は、カメラ保持部105に対する相対的な位置を変更することができない構成である。したがって、カメラ100にサンシェード106を装着している場合にカメラ本体部103の相対位置を変更することで、サンシェード106に対するカメラ100の撮像方向と照射方向も相対的に変化する。以上が、カメラ100の外部構成である。
(監視カメラ100の内部構成)
次に、図2を参照してカメラ100の内部構成について説明する。図2は、本発明を実施した撮像装置の第1実施形態であるカメラ100の構成を例示的に説明するブロック図である。なお、図2に示す機能ブロックの1つ以上は、ASICやプログラマブルロジックアレイ(PLA)などのハードウェアによって実現されてもよいし、CPUやMPU等のプログラマブルプロセッサがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。また、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせによって実現されてもよい。従って、以下の説明において、異なる機能ブロックが動作主体として記載されている場合であっても、同じハードウェアが主体として実現されうる。
センサ202は、CMOSやCCD等の電荷蓄積型の撮像素子であって、撮像レンズ101を介して入射した光束(被写体の光学像)を光電変換することによって画像データ(以下、単に画像と称す)を出力できる。なお。本実施形態では、撮像レンズ101からセンサ202をまとめて撮像手段とする。
光学フィルタ201は、赤外線成分の波長域の光を遮断して画像が不自然に赤くなることを防ぐ赤外線カットフィルタ(IRCutFilter:IRCF)である。光学フィルタ201は、撮像レンズ101とセンサ202との間の光路中に挿抜できる。
本実施形態では、撮像モードの1つとして、光学フィルタ201を光路上から退避させて赤外線成分の波長域の光をセンサ202で取り込む、ナイトモードを設定できる。このナイトモードが設定されている場合は、照明部102を点灯して被写体を照明することで、夜間などの暗い環境下であっても、取得する画像を明るくすることができる。なお、ナイトモードに対して、光学フィルタ201を光路上に挿入させてセンサ202に入射する赤外線成分以降の波長域をカットする撮像モードをデイモードと称する。
露出制御部203は、光学フィルタ201、センサ202、画像処理部204、照明制御部206などを制御して、露出制御を実行する露出制御手段である。露出制御部203が制御する露出パラメータとしては、蓄積時間(シャッタ―スピード)、ゲイン量、絞り値、NDフィルタ(不図示)の挿抜有無、照明部102の照明光量などである。
上述した露出制御は、センサ202を用いた測光演算の結果に基づいて実行される。この測光演算の方法としては、露出制御部(輝度値取得手段)203がセンサ202から入力された画像を複数のブロック(領域)に分割し、ブロックごとの輝度値を取得する。そして、露出制御部(輝度値取得手段)203は、各ブロックの輝度値を平均化した代表輝度値を算出する。なお、本実施形態では、後述する図3に図示するように、画像を複数のブロックに分割する。また、測光演算は、センサ202以外のセンサ(所謂測光センサなど)の出力に基づいて実行する構成であってもよい。
露出制御部203は、後述するメモリ210に予め格納された情報(プログラム線図など)に基づいて、先に算出した代表輝度値に対応する露出量を設定する。この際、露出制御部203は、代表輝度値が所定の閾値以下であるか否かを判定する(照明判定)。そして、露出制御部203は、代表輝度値が所定の閾値以下であると判定した場合に、照明部102による照明を伴って、被写体を撮像する(照明撮像)。
画像処理部204は、所定の画像補間、リサイズや色変換、飽和画素や黒潰れ画素などの画素データ数の演算など、センサ202から入力された画像に対して種々の処理を施すことができる画像処理手段である。また、画像処理部204は、画像のデジタル信号化およびアナログ信号化することができる。さらに、画像処理部204は、画像のゲイン量を設定することができる。
映像出力部205は、画像処理部204から入力された画像を、カメラ100の外部(外部装置)へと出力するためのインターフェース部である。
照明制御部206は、前述した照明撮像を行う場合に、露出制御部203で設定した露出量などに基づいて照明部102を制御する照明制御手段である。具体的に、照明制御部206は、露出制御部203やカメラ制御部207から出力された情報に基づいて、照明部102の照明光の光量を制御する照明制御処理を実行する。この照明制御処理の詳細については、後述の照明制御処理の説明で言及する。
カメラ制御部207は、カメラ100の各部を統括的に制御する制御手段であって、サンシェード判定部208、カメラ方向検出部209が備えられている。
サンシェード判定部208は、サンシェード106が、カメラ100(カメラ保持部105)に装着されているか否かを判定する装着判定手段である。サンシェード判定部208の判定結果は、露出制御部203および照明制御部206に出力され、サンシェード106の装着有無に応じたカメラ100の露出制御および照明制御に用いられる。なお、サンシェード判定部208による、サンシェード106の装着有無の判定方法については、後述の、サンシェードの装着判定処理の説明において言及する。
カメラ方向検出部209は、カメラ100の撮像方向を検出する検出手段である。また、カメラ方向検出部209は、第1の照明部102aから照射された光が、サンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射するか否かを判定する反射判定手段でもある。
カメラ方向検出部209による反射判定の結果は、露出制御部203および照明制御部206に出力され、サンシェード106の装着有無に応じたカメラ100の露出制御および照明制御に用いられる。カメラ方向検出部209による、反射判定方法については、後述する照明制御処理の説明で言及する。
メモリ210は、RAM領域やROM領域を備えた記憶手段であって、カメラ100の動作に係る種々の情報が記憶されている。また、メモリ210には、カメラ100の種々の動作によって取得した情報を記憶することができる。以上がカメラ100の内部構成である。
(照明制御処理)
以下、前述した照明制御処置の詳細について図3〜6を参照して説明する。なお、本実施形態では、照明撮像をする場合であって、測光演算後から被写体の本撮像前までの間に照明制御処理が実行される。
図3は、本発明の第1実施形態に係る撮像画面を例示的に説明する図であって、図中の各ブロックは、前述した測光演算に用いる複数のブロックを示している。図3(a)は、図1(a)に図示した、サンシェード106が装着されていない状態であって、基準状態のカメラ100で取得する画像を説明した図である。図3(b)は、図1(b)に図示した、サンシェード106が装着されている状態であって、基準状態のカメラ100で取得する画像を説明した図である。
サンシェード106が装着されていない場合、図1(a)に図示するように、照明部102から照射された照明光107は、撮像対象の被写体に向けて適正な向きに照射される。したがって、サンシェード106が装着されていない場合は、図3(a)に図示するように、適正な明るさの画像を取得することができる。
これに対して、サンシェード106が装着されている場合は、図1(b)に図示するように、第1の照明部102aから照射された照明光107がサンシェード106で反射されてしまうことがある。この場合、サンシェード106で反射された照明光が、撮像レンズ101を介してセンサ202に入射してしまうため、図3(b)に図示するような、不自然な明るさの画像が取得されてしまう。なお、第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射される否かは、カメラ本体部103の相対的な配置に応じて異なる。すなわち、第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射されるか否かは、カメラ100の撮像方向および照射方向に応じて異なる。
以上説明したように、装着されたサンシェード106に、第1の照明部102aから照射された照明光が反射される場合は、図3(b)に図示するように、サンシェード106の装着位置に対応した部分が白とびした状態の画像が取得されてしまう。すなわち、照明光がサンシェード106で反射されることで、ユーザーが意図しない明るさの不自然な画像が取得されてしまう。
そこで、本実施形態では、カメラ方向検出部209が第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射されるか否かを判定する。そして、照明制御部206がこの判定結果に基づいて照明部102を制御することで、上述した問題に対応する。以下、この詳細について説明する。
図4は、本発明の第1実施形態に係る照明制御処理を説明するフローチャートである。なお、以降は、撮像モードがナイトモードに設定されている場合を想定して説明する。
前述した照明判定により、照明部102による照明を伴って被写体を撮像(照明撮像)すると判定されたことに応じて、照明制御処理が開始されると、ステップS401でサンシェード判定部208は、サンシェード106が装着されているか否かを判定する。
本実施形態では、ユーザーによる操作入力に応じて、サンシェード判定部208が、サンシェード106が装着されているか否かを判定する。図5は、本発明の第1実施形態に係るサンシェード106の装着有無に関する設定メニューを例示的に説明する図である。
図5に図示するように、本実施形態のカメラ100は、カメラ100に接続された外部装置(例えば、PCなど)のモニタなどに、サンシェード106の装着有無を選択する設定メニュー(UI)を表示することができる。したがって、ユーザーは、任意のタイミングでこの設定メニューを表示させ、サンシェード106の装着有無を設定することができる。上述したサンシェード106の装着の有無に関する情報は、メモリ210に記憶され、ステップS401の処理を実行するタイミングで、サンシェード判定部208により読み出される。そして、サンシェード判定部(装着判定手段)208は、メモリ210に記憶された当該情報に基づいて、サンシェード106が装着されているか否かを判定する。
この判定により、サンシェード106が装着されている(ステップS401でYES)と判定された場合は、ステップS402に進み、サンシェード106が装着されていない(ステップS401でNO)と判定された場合は、ステップS404に進む。
次に、ステップS402でカメラ方向検出部209は、カメラ100の現在の撮像方向を検出する。そして、カメラ方向検出部(反射判定手段)209は、当該検出結果に基づいて、カメラ100の撮像方向において、第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射するか否かを判定する。本実施形態では、第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射するようなカメラ100の撮像方向のことを照明反射方向と称する。
ステップS402の処理について具体的に説明する。ステップS402でカメラ方向検出部209は、まず、カメラ100のパン、チルト、ローテーションの角度(PTR角度)を検出する。上述したカメラ100のPTR角度は、基準状態のカメラ100に対する、カメラ100の回転角度である。したがって、カメラ100のPTR角度は、カメラ100の基準状態(カメラ本体部103の基準位置)においてそれぞれ0度となる。
カメラ100のパン角度は、カメラ100の基準状態において撮像レンズ101の撮像光軸と、カメラ100をパン(パンニング)動作した後の撮像レンズ101の撮像光軸とがなす角度である。また、カメラ100のチルト角度は、カメラ100の基準状態において撮像レンズ101の撮像光軸と、カメラ100をチルト動作した後の撮像レンズ101の撮像光軸とがなす角度である。また、カメラ100のローテーション(ローリング)角度は、カメラ100の基準状態に対する、撮像レンズ101の撮像光軸回りのカメラ100の回転角度である。したがって、カメラ100のPTR角度は、カメラ本体部103の相対位置(撮像方向および照明方向)の変更に応じて変化する。なお、カメラ100のローテンション動作は、カメラ100を壁や天井などに固定する際に生じた設置誤差を調節するための動作である。
カメラ方向検出部209は、カメラ本体部103の駆動モーター(不図示)の制御位置に関する情報に基づいて、上述したカメラ100のPTR角度を検出する。なお、カメラ方向検出部209は、駆動モーターに設けられたエンコーダーやポテンションメーターの出力を検出することで、ユーザーの手動操作で変化したカメラ100のPTR角度を検出することもできる。
カメラ100のPTR角度の検出後、カメラ方向検出部209は、検出したカメラ100のPTR角度が、予め定められた所定の範囲に含まれるか否かを判定する。当該所定の範囲に関する情報はメモリ210に予め格納されている。また、当該所定の範囲は、カメラ100にサンシェード106が装着されている場合に、第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射すると想定される、カメラ100のPTR角度の範囲である。換言すると、当該所定の範囲は、カメラ100の撮像方向が照明反射方向であると想定されるカメラ100のPTR角度である。
したがって、カメラ方向検出部209は、サンシェード106が装着されている場合であって、検出したカメラ100のPTR角度が当該所定の範囲に含まれる場合に、カメラ100の撮像方向が照明反射方向であるか否かを判定することができる。
図4に戻り、カメラ100の現在の撮像方向が照明反射方向である(ステップS402でYES)と判定された場合、ステップS403で照明制御部206は、第2の照明部102bを点灯させ、第1の照明部102aを点灯させないように制御する。
また、カメラ100の現在の撮像方向が照明反射方向ではない(ステップS402でNO)と判定された場合、ステップS404で照明制御部206は、第1の照明部102aと第2の照明部102bの両方を点灯(全点灯)させるように制御する。
図6は、本発明の第1実施形態に係るカメラ100の撮像方向が照明反射方向を向いていない状態を例示的に説明した図であって、カメラ100のPTR角度として、チルト角度が45度変化した状態を示している。上述したカメラ100の現在の撮像方向が照明反射方向ではない場合とは、図6に図示するように、カメラ本体部103の相対的な配置を変更することで、第1の照明部102aの照射方向が、サンシェード106から遠ざかる側に移動した場合である。この場合、第1の照明部102aを点灯しても、照明光がサンシェード106で反射されることはないため、図3(b)に図示したような明るさが不自然な画像が取得されることはない。したがって、サンシェード106が装着されていたとしても、露出制御部203で算出した露出量(または照明光の光量)に基づいて、第1の照明部102aおよび第2の照明部102bを照明することができる。以上が、本実施形態の照明制御処理である。
以上説明したように、本実施形態のカメラ100は、カメラ100の撮像方向が照明反射方向であると判定された場合に、第1の照明部102aを点灯させず、第2の照明部102bのみを点灯させる構成である。この構成により、第1の照明部102aから照射された照明光がサンシェード106で反射されることを抑制することができる。したがって、本実施形態のカメラ100は、照明手段を点灯した状態で被写体を撮像しても、不自然な画像が取得されることを抑制することができる。
また、本実施形態のカメラ100は、撮像方向が照明反射方向であると判定された場合は、少なくとも第2の照明部102bは点灯させるので、不自然な画像が取得されることを抑制しつつ、出来るだけ被写体を明るくした状態の画像を取得することができる。
(輝度補正処理)
次に、本実施形態のカメラ100に関する露出補正処理について図7を参照して説明する。図7は、本発明の第1実施形態に係る撮像画面を例示的に説明する図であって、図7(a)は、第1の照明部102aと第2の照明部102bを両方点灯させた状態で取得される画像を例示的に説明した図である。また、図7(b)は、第2の照明部102bのみを点灯させた状態で取得される画像を例示的に説明した図である。
図7(a)、(b)において、照明範囲701a、bは、各照明部102を点灯させた場合に照明される範囲(照明範囲)であって、非照明範囲702は、照明部102を点灯しても照明光が届かない範囲を示している。なお、図7(a)、(b)では、説明のために被写体を不図示としている。
前述したように、カメラ方向検出部209により、カメラ100の撮像方向が照明反射方向ではないと判定された場合は、第1の照明部102aと第2の照明部102bを両方点灯させる構成である。この場合、図7(a)に図示するように、画角内の上側と下側との両方が略同一の明るさで照明され、画像内の上下間における明るさの差が少ない良好な画像を取得することができる。
これに対して、カメラ方向検出部209により、カメラ100の撮像方向が照明反射方向であると判定された場合は、第2の照明部102bのみを点灯する構成である。この場合、図7(b)に図示するように、第2の照明部102bのみを点灯させて撮像画面の下側のみが照明されるので、画像内の上側とした側とで明るさの差が大きい不自然な画像が取得されてしまう。この場合、2つの照明部を点灯させる必要がある環境であっても、第2の照明部102bのみを点灯させるので、この状態で取得される画像は、照明部102を全て点灯させた状態で取得される画像に比べて暗い画像となってしまう。
そこで、本実施形態では、照明制御処理により第1の照明部102aを点灯させないと判定された場合に、取得した画像および取得する画像の明るさを補正する輝度補正処理を実行することで、この問題を解決する。以下、この輝度補正処理の詳細について説明する。なお、以降は、照明制御処理において、第1の照明部102aを点灯しないと照明制御部206に判定された場合を前提として説明する。
第1の輝度補正処理としては、画像処理部(輝度補正手段)204が、第1の照明部102aを点灯させずに取得された画像に対して階調補正処理を実行する。例えば、第1の照明部102aを点灯させずに撮像して取得された画像のトーンカーブを調整して、取得された画像の暗部を明るくする。
また、第2の輝度補正処理としては、露出制御部(輝度補正手段)203が、第1の照明部102aを点灯させずに画像を取得する際の露出を補正する露出補正処理を実行する。具体的に、カメラ100の撮像方向および照明方向が判明していれば、第1の照明部102aを点灯させた場合の照明範囲701aは予め予測できる。そこで、第1の照明部102aを点灯させずに被写体を撮像して画像を取得する際に、照明範囲701aに対応するセンサ202の位置の露出を調整して、取得する画像の照明範囲701aに該当する部分を明るくさせる。例えば、センサ202を複数のブロックに分割し、当該ブロックごとに蓄積時間やゲイン量を制御できる場合は、前述した照明範囲701aに対応するブロックの蓄積時間やゲイン量を制御する。
また、第3の輝度補正処理としては、画像処理部(輝度補正手段)204が、照明範囲701aと照明範囲701bの両方が適正な明るさとなるように、所謂HDR(High Dynamic Range)合成処理を実行する。
例えば、第2の照明部102bのみを点灯させた状態で、照明範囲701aが適正な明るさとなる露出で第1の撮像を行い、照明範囲701bが適正な明るさとなる露出で第2の撮像を行う。この2回の撮像により取得した2つの画像のうち、各画像で適正な明るさとなっている範囲を切り出し、それぞれを合成することで1つの画像を生成する。
以上が本実施形態の輝度補正処理である。以上説明した3つの処理を実行すれば、第1の照明部102aを点灯させずに撮像して取得された画像の明るさが不自然になることを、出来るだけ抑制することができる。この場合、照明部102を全て点灯させた場合に取得される画像と同じ画像にはならないが、輝度補正処理を実行しない場合よりは、取得する(取得した)画像の明るさが不自然になることを抑制することができる。
なお、測光方式および測光範囲の選択に応じて、輝度補正処理の目標とする画像の明るさは異なる。そこで、第1の輝度補正処理や第2の輝度補正処理を実行する場合は、所謂評価測光や中央重点測光など、画像全体を測光領域として、輝度補正処理の目標とする画像の明るさを決定する。また、第3の輝度補正処理を実行する場合、所謂部分測光やスポット測光などにより、第1の撮像時は照明範囲701aに測光領域を合わせ、第2の撮像時は照明範囲701bに測光領域を合わせる。この構成により、各撮像におけて目標とする画像の明るさを、照明範囲701aと照明範囲701bのそれぞれに適したレベルにすることができる。
(第2実施形態)
(サンシェード106の装着判定処理)
本実施形態では、サンシェード106の装着有無を自動的に判定する処理(サンシェード装着判定処理)を実行し、当該処理の判定結果に基づいて、前述した第1実施形態で説明した照明制御処理を実行する場合について説明する。なお、監視カメラ(以下、単にカメラと称す)100の基本構成については、前述した第1実施形態と同一であるので説明は省略する。
図8は、本発明の第2実施形態に係るカメラ100の照明制御処理を説明したフローチャートである。以降の説明では、前述した第1実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、以降の説明では、カメラ100の撮像モードがナイトモードに設定されており、照明部102の照明を伴った照明撮像を行う場合を想定している。
照明判定により、照明部102による照明を伴って照明撮像を実行すると判定されたことに応じて、ステップS801でサンシェード判定部208は、サンシェード装着判定処理を実行して、サンシェード106の装着有無を判定する。以下、この詳細について、図9、図10を参照して説明する。
図9は、本発明の第2実施形態に係るカメラ100のサンシェード装着判定処理を説明したフローチャートである。また、図10は、本発明の第2実施形態に係るカメラ100のサンシェード装着判定処理を説明する図であって、図10(a)は、画像を複数のブロックに分割した状態を示し、図10(b)は、後述する高輝度ブロックを例示的に説明する図である。以降は説明のため、図10(a)に図示するように、各ブロックに通し番号を付す。
まず、ステップS901でサンシェード判定部208は、測光演算の結果をメモリ210から読み出す。具体的に、サンシェード判定部208は、図10(a)に図示する撮像画面のブロックごとに、輝度値をメモリ210から読み出す。
次に、ステップS902でサンシェード判定部208は、読み出した各ブロックの輝度値に基づいて、当該輝度値が予め設定された閾値輝度値を超えるブロック(高輝度ブロック)を検出する。そして、サンシェード判定部208は、検出した高輝度ブロックの数をカウントする。なお、本実施形態では、ステップS902の処理により、図10(b)に図示する番号2〜5、9〜10の計6個のブロックが高輝度ブロックであると検出された場合を想定する。ここで、上述した閾値輝度値としては、第1の照明部102aの照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射していると判定できるものであればよい。例えば、環境光として想定されるレベルを超えた輝度値を閾値輝度値とすればよい。
次に、ステップS903でサンシェード判定部208は、先に検出された高輝度ブロックの数が所定数以上であるか否かを判定する。
サンシェード判定部208により、高輝度ブロックの数が所定数よりも少ない(ステップS903でNO)と判定された場合、ステップS906でサンシェード判定部(装着判定手段)208は、サンシェード106が装着されていないと判定する。また、サンシェード判定部208により、高輝度ブロックの数が所定数以上である(ステップS903でYES)と判定された場合は、ステップS904に進む。
次に、ステップS904でサンシェード判定部208は、ステップS902の判定結果に基づいて、画像内の高輝度ブロックの位置が、メモリ210に予め格納された、サンシェード106の外形パターンに該当するか否かを判定する(パターンマッチング処理)。
上述した外形パターンは、サンシェード106をカメラ保持部105に装着し、第1の照明部102aを点灯したときに、輝度値が変化すると想定されるブロックの位置に関する情報である。本実施形態では、図10(b)に図示する番号2〜5、9〜10のブロックを、サンシェード106の外形パターンとしてメモリ210に予め格納している。
サンシェード判定部208により、高輝度ブロックの位置がサンシェード106の外形パターンに該当する(ステップS904でYES)と判定された場合、ステップS905でサンシェード判定部208は、サンシェード106が装着されていると判定する。また、高輝度ブロックの位置がサンシェード106の外形パターンに該当しない(ステップS904でNO)と判定された場合、ステップS906でサンシェード判定部208は、サンシェード106が装着されていないと判定する。以上が、サンシェード装着判定処理である。
なお、本実施形態では、パターンマッチング処理として、検出した高輝度ブロックの位置が、予めメモリ210に格納されている外形パターンと一致するか否かを判定する構成であるが、これに限定されるものではない。例えば、パターンマッチング処理として、外形パターンと画像内における高輝度ブロックの位置との類似度を判定するような構成であってもよい。
また、サンシェード106の外形パターンとして複数の情報をメモリ210に格納しておき、当該複数の外形パターンを用いて、パターンマッチング処理を実行するような構成であってもよい。例えば、サンシェード106をカメラ100の上側に装着できる構成であれば、先に検出した高輝度ブロックと上述した複数の外形パターンとをそれぞれ比較して、サンシェード106の装着有無を判定する構成であってもよい。この構成であれば、サンシェード106がカメラ100のどの位置に装着されているかを判定することもできる。
図8に戻り、ステップS802でサンシェード判定部208は、ステップS801のサンシェード装着判定処理の結果に基づいて、サンシェード106の装着有無を判定する。サンシェード106がカメラ100に装着されている(ステップS802でYES)と判定された場合、ステップS803で照明制御部206は、第2の照明部102bのみ点灯させ、第1の照明部102aを点灯させないように制御する。
また、サンシェード106がカメラ100に装着されていない(ステップS802でNO)と判定された場合、ステップS804で照明制御部206は、第1の照明部102aと第2の照明部102bの両方を点灯(全点灯)させるように制御する。
なお、本実施形態の照明制御処理では、前述した第1実施形態におけるステップS402の処理を実行しない。これは、本実施形態では、取得した画像の高輝度ブロックの位置に基づいて、サンシェード106の装着有無を判定しているからである。この構成により、不自然な明るさの画像が取得された場合のみ、サンシェード判定部208により。サンシェード106が装着されていると判定されるため、サンシェード装着判定により、現在のカメラ100の撮像方向が照明反射方向であるか否かを同時に判定することができる。以上が、本実施形態の照明制御処理である。
以上説明したように、本実施形態のカメラ100は、ユーザーの操作入力を必要とせず、サンシェード106がカメラ100に装着されているか否かを判定することができる。そして、本実施形態のカメラ100は、サンシェード106がカメラ100に装着されているか否かを判定することで、カメラ100の現在の撮像方向が照明反射方向であるか否かを判定することができる。
したがって、本実施形態のカメラ100は、カメラ100のPTR角度を検出することなく、第1の照明部102aの照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射するか否かを判定することができる。すなわち、本実施形態のカメラ100は、照明手段を点灯した状態で被写体を撮像しても、不自然な画像が取得されることを抑制するができる。
(変形例)
前述した第1実施形態では、ユーザーによる操作入力に基づいて、カメラ100に対するサンシェード106の装着の有無を検出構成あった。本変形例では、カメラ100に対するサンシェード106の装着有無を検出する装着検出部をカメラ100に設け、当該装着検出部の検出結果(出力信号)に基づいて、サンシェード106の装着有無を判定する構成について説明する。
この構成を採用した監視カメラ(以下、単にカメラと称す)100を図11に図示する。図11は、本発明の変形例に係るカメラ100の外観図を例示的に説明する図である。なお、検出スイッチ1101以外の構成については、前述した第1実施形態のカメラ100と同一の構成であるので、説明は省略する。
図11に図示するように、本変形例のカメラ100は、機械的に構成された検出スイッチ1101がカメラ保持部105に設けられている。検出スイッチ1101は、カメラ保持部105側に押し込み可能なメカスイッチであり、この検出スイッチ1101から出力される信号に基づいて、サンシェード判定部(装着判定手段)208は、サンシェード106の装着の有無を検出することができる。具体的に、サンシェード判定部208は、検出スイッチ1101がカメラ保持部105側に所定量以上押し込まれたことに応じて、カメラ100にサンシェード106が装着されていると判定する。
なお、サンシェード106には、カメラ100に装着された際に、検出スイッチ1101を押圧する押圧部(不図示)が設けられている。したがって、本変形例のカメラ100は、サンシェード106が装着された状態で、サンシェード106の押圧部により検出スイッチ1101が所定量以上押し込まれる。この構成により、サンシェード106の装着有無を判定することができる。
なお、本変形例では機械的に構成された検出スイッチ1101を用いて、サンシェード106の装着の有無を判定する構成であるが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ保持部105にサンシェード106の装着を検出するセンサを設けるような構成であってもよい。本変形例のカメラ100としては、少なくとも、サンシェード106の装着有無を判定(装着を検出)するハード構成の検出スイッチなどの装着検出部を有する構成であればよい。
以上説明したように、本変形例のカメラ100は、ユーザーの操作入力を必要とせず、サンシェード106がカメラ100に装着されているか否かを判定することができる。したがって、本実施形態のカメラ100は、ユーザーによるサンシェード106の装着有無に関する入力操作を省きつつ、照明手段を点灯した状態で被写体を撮像しても、不自然な画像が取得されることを抑制することができる。
以上、本実施形態の好ましい実施形態および変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、照明部102の照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射すると判定された場合に、明るさが不自然な画像が取得される虞がある旨の情報を、ユーザーに報知する構成であってもよい。
当該報知の方法としては、例えば、外部のモニタ(不図示)などに、明るさが不自然な画像が取得される虞がある旨の情報を表示(警告表示)すればよい。この構成であれば、照明部102からの照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射するということを、ユーザーは容易に知ることができる。そして、上述した警告表示などに基づき、サンシェード106の装着有無や照明部102の照明光の光量などをユーザーが調節することで、明るさが不自然な画像が取得されることを、更に効果的に抑制することができる。
なお、上述した、明るさが不自然な画像が取得される虞がある旨の情報の報知は、モニタ以外の表示手段やLEDなどの点灯手段など用いて行うような構成であってもよい。また、サンシェード106をカメラ100に装着した際に、明るさが不自然な画像が取得される虞がある旨の情報の報知を、ユーザーに対して報知するような構成であってもよい。
また、前述した実施形態および変形例では、異なる2つの照明部を有するカメラ100について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ100が3つ以上の異なる照明部を有している構成であってもよいし、1つの照明部を有する構成であってもよい。いずれの場合であっても、照明部からの照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射するか否かを判定し、この判定結果に応じて当該照明部の動作を制御するような構成であればよい。
また、前述した実施形態および変形例では、第1の照明部102aからの照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射すると判定された場合に、第1の照明部102aを点灯させないような構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、照明部102からの照明光がサンシェード106で反射されて撮像レンズ101に入射すると判定された場合に、取得する画像の明るさが不自然にならないレベルで照明部102を点灯させるような構成であってもよい。
例えば、照明制御部206は、被写体の輝度値が同一の値(第1の値)とき、照明部102から照射される光がサンシェード106で反射されない場合よりも反射される場合の方が、照明部102の光量が小さくなるように照明部102を制御する。本発明に係る撮像装置としては、少なくとも、上述した構成を採用することにより、照明手段を点灯した状態で被写体を撮像しても、不自然な画像が取得されることを抑制することができる。
この場合、サンシェード106がカメラ100に装着されているときと装着されていないときとで、被写体の輝度値に対応する照明部102の光量に関するテーブル値を、メモリ210に別々に記憶しておく。そして、照明制御部206は、当該テーブル値に基づいて、サンシェード106が装着されているときと装着されていないときとで、照明部102の光量を制御する。
または、サンシェード106の装着有無に関係なく、メモリ210に予め記憶された所定の演算式に基づいて、被写体の輝度に対応する照明部102の光量を演算する。そして、照明制御部206は、算出した光量に対して、サンシェード106が装着されていない場合の光量を所定の割合だけ小さくするように、照明部102の光量を制御する。
以上説明した制御を照明制御部206が実行し、例えば、被写体の輝度値がAPEX単位の12Evである場合に、サンシェード106が装着されている場合の照明部102の光量を装着されていない場合よりも、略50%程度小さくすればよい。少なくとも、上述したような構成であれば、照明手段を点灯した状態で被写体を撮像しても、不自然な画像が取得されることを抑制することがきる。
また、前述した実施形態および変形例では、カメラ100に装着可能なサンシェード106について説明したが、これに限定されるものではなく、サンシェード106が、カメラ100に装着できないようなものであってもよい。例えば、カメラ100のカメラ保持部105を固定する壁や天井のなどの固定対象物に遮光部材を直接設置して、撮像レンズ101およびセンサ202に入射する外光を遮光するような構成であってもよい。
また、前述した実施形態および変形例では、カメラ100の撮像方向と照射方向との相対的な位置関係が変化しない場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、カメラ100の撮像方向と照射方向との相対的な位置関係を変更できる構成であってもよい。この構成としては、例えば、照明部102をカメラ保持部105に固定すればよい。または、照明部102が、カメラ本体部103に対して独立して可動させられるような構成であればよい。
なお、カメラ100の撮像方向と照射方向との相対的な位置関係を変更できる場合は、照明部102、カメラ本体部103、カメラ保持部105の相対的な位置関係を検出することで、カメラ100の撮像方向が照明反射方向であるか否かを判定できればよい。
また、前述した実施形態では、露出制御部203、画像処理部204、照明制御部206、カメラ制御部207、メモリ210などが互いに連携して動作することで、カメラ100の動作を制御するような構成であったが、これに限定されるものではない。
例えば、前述した図4、8、9などに図示したフローに従ったプログラムを予めメモリ210に格納しておき、当該プログラムをカメラ制御部207などが実行することで、カメラの動作を制御するような構成であってもよい。なお、上述した露出制御部203、画像処理部204、照明制御部206などを設けずに、カメラ制御部207が各制御部および処理部の動作を実行するような構成であってもよい。
また、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。また、プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光/光磁気記録媒体でもあってもよい。
なお、前述した実施形態および変形例では、本発明を実施する撮像装置の一例として監視カメラについて説明したが、本発明はその要旨の範囲内で種々の撮像装置に適用することが可能である。
(その他の実施形態)
また本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現できる。