KR100866177B1 - 파장성분의 비율검출장치 및 촬상장치 - Google Patents

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Abstract

백열등 또는 태양광 등, 가시파장성분과 적외파장성분의 양쪽 모두를 포함한 광원하에 있어서, 파장성분의 비율을 검출할 수 있는 장치를 개시한다. 파장성분의 비율검출장치는, 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역의 파장광을 전기신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자와, 촬상신호로부터 색차신호를 추출하는 추출기와, 추출된 색 차이신호에 의거하여, 적외파장영역 중, 컬러필터에 있어서의 적색파장성분의 투과율이 청색 및 녹색파장성분의 투과율보다 높은 제 1적외파장영역의 파장성분과, 적외파장영역에 있어서 컬러필터에 있어서의 적색파장성분의 투과율과 청색 및 녹색파장성분의 투과율과의 차이가 제 1적외파장영역 보다 작은 제 2적외파장영역의 파장성분과의 비율을 검출하는 검출기를 가진다.

Description

파장성분의 비율검출장치 및 촬상장치{WAVELENGTH COMPONENT PROPORTION DETECTION APPARATUS AND IMAGE-PICKUP APPARATUS}
도 1은, 각 광원에 포함되는 파장성분의 광량의 비율의 특성도;
도 2는, 원색 컬러필터의 분광투과특성도;
도 3은, 보색 컬러필터의 분광투과특성도.
도 4는, 원색 컬러필터에 적외파장성분의 단파장광을 조사했을 경우에 있어서의 파장별의 색차신호의 추이상태도;
도 5는, 보색 컬러필터에 적외파장성분의 단파장광을 조사했을 경우에 있어서의 파장별의 색차신호의 추이상태도;
도 6A는, 가시파장성분만의 광원하에서 동일 피사체를 조사했을 경우에 있어서, 보색 컬러필터로 추출된 색차신호의 분포상태도;
도 6B는, 가시파장성분과 적외파장성분 A와의 혼합 광원하에서 동일 피사체를 조사했을 경우에 있어서, 보색 컬러필터로 추출된 색차신호의 분포상태도;
도 6C는, 가시파장성분과 적외파장성분 B와의 혼합 광원하에서 동일 피사체를 조사했을 경우에 있어서, 보색 컬러필터로 추출된 색차신호의 분포상태도;
도 7은, 피사체에 포함되는 색이, 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 파장성분(적외파장성분 A,B)이 나타내는 색과 가까운 색에 치우쳐 있는 경우에 있 어서의, 색차 신호의 분포와 거리분산의 관계도;
도 8A는, 일반적인 피사체에 있어서의 정의선과의 분산치의 총화와 보색 컬러필터의 제 1적외파장영역의 파장성분(적외파장성분 A)의 비율과의 관계도;
도 8B는, 일반적인 피사체에 있어서의 규정좌표와의 분산치의 총화와 보색 컬러필터의 제 2적외파장영역의 파장성분(적외파장성분 B)의 비율과의 관계도;
도 9는, 본 발명의 실시예의 파장성분의 비율검출장치의 부분구성도;
도 10은, 본 발명의 실시예의 파장성분의 비율검출장치를 이용한 본 발명의 실시예의 촬상장치인 적외차단필터 절환기능부착 카메라의 구성도;
도 ll은, 본 발명의 실시예의 파장성분의 비율검출장치에 있어서의 화면분할 수에 의한 색차신호의 추출정밀도의 설명도;
도 12는, 파장성분 비율연산부에 있어서의 흐름도;
도 13은, 가시파장성분 휘도연산부 및 촬영모드 결정부에 있어서의 흐름도;
도 14는, 저휘도에 있어서의 휘도신호와 색차신호의 관계 설명도;
도 15A 및 도 15B는, 색차신호와 휘도신호와의 비를 나타내는 R-Y/Y축과 B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서의 정의선 및 규정좌표도;
도 16은, 저휘도하에서의 촬영에 대응한 형태의 파장성분의 비율검출장치의 설명도;
도 17은, 본 발명의 실시예의 파장성분의 비율검출장치를 이용한 본 발명의 실시예의 촬상장치인 적외차단필터 절환기능부착 카메라의 구성도;
도 18은, 저휘도하에서의 촬영에 대응한 형태에서의 파장성분 비율연산부에 있어서의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 촬상광학계 2: 광로길이 보정필터
3: 적외차단필터 4: 촬상소자 컬러필터
5: 촬상소자 6: 필터구동모터
7: 증폭기 8: A/D변환기
9: 제어회로 100: 파장성분의 비율검출장치
200: 영상신호처리회로 201:촬상신호출력
202: WB처리부 203: 색분리 매트릭스(MTX)
211: 영상신호합성부 251: 화면분할부
252: 평균치 연산부 300: 마이크로 컴퓨터
312: 촬영모드결정부 353: 메모리
본 발명은, 가시파장영역과 적외파장영역의 파장광을 광전변환하여 얻을 수 있는 촬상신호에 의거하여, 물체를 비추는 광원에 포함되는 파장성분의 비율을 검출하는 비율검출장치와 이것을 이용한 촬상장치에 관한 것이다.
종래, 가시파장영역으로부터 적외파장영역까지 촬영영역을 확장한 촬상장치 로서, 예를 들면, 일본국 특개2003-219254호 공보에, 촬영모드절환 기능부착 카메라가 제안되고 있다. 이 종래예는, 적외차단필터의 착탈을 자동적으로 실시하고, 촬영모드를 절환하는 적외/가시 공용카메라에 관한 것으로, 촬상소자로부터 얻을 수 있는 휘도신호와 색정보에 의거하여 촬영모드를 결정하고 있다.
촬영모드의 결정방법은, 현재의 촬영모드가 컬러 촬영모드인 경우, 휘도신호 Y와 미리 설정된 한계치 Y2와의 대소 판별에 의해 촬영모드의 결정을 실시하고 있다.
현재의 촬영모드가 흑백 촬영모드인 경우, 휘도신호 Y와 미리 설정된 한계치 Y1와의 대소판별에 의해 촬영모드의 결정을 실행하고 있다.
또 한계치 Y1와 Y2는, Y1 > Y2로 설정함으로써, 적외차단필터의 제거에 의해 휘도신호가 증가하고, 컬러촬영모드--> 흑백 촬영모드--> 컬러 촬영모드…를 반복하는 헌팅(haunting)을 방지하고 있다.
현재의 촬영모드가 흑백 촬영모드인 경우, 휘도신호 외에 색신호의 분석을 실시하여 촬영모드의 결정을 하고 있다.
색신호의 분석은, 적색신호/녹색신호 및 청색신호/녹색신호의 2개의 색비를 구하고, 2개의 색비가 규정한 분포범위 내에 들어가는지의 여부에 의해 촬상신호가 근적외광에 의한 것인지의 여부를 판단하고 있다.
여기서 촬상소자의 색별의 감도특성에 주목하면, 800[nm]부근으로부터 장파장에 대해서는, 색의 종류에 관계없이 거의 감도가 동일하게 되는 특징을 가진다.
이 때문에, 촬상신호가 근적외광에 의한 것인 경우에는, 상기 2개의 색비가 규정한 분포범위 내에 들어가는 것으로 하고 있다.
촬상신호가 근적외광에 의한 것이라고 판단한 경우, 흑백 촬영모드인 채로 한다. 또, 상기 색신호의 분석은, 촬영화면 전체의 색신호의 평균치를 이용하여도 된다.
그러나, 촬상화면을 복수의 블록으로 분할하고, 각 블록의 색신호의 평균치에 대해서, 각각 촬상신호가 근적외광에 의한 것인지 여부의 판단을 실시하여도 된다.
상술한 종래의 적외차단필터의 착탈을 자동적으로 실시하는 카메라에서는, 650[nm] 내지 800[nm]까지의 적외파장성분의 검출 및 광원에 포함되는 가시파장성분과 적외파장성분의 비율의 검출을 행할 수 없었다.
이 때문에, 백열등이나 태양광 등의 가시파장성분과 적외파장성분의 양쪽을 포함한 혼합 광원하에 있어서, 적외차단필터의 제거시부터 삽입을 실시한 후의 컬러 촬영화면의 휘도가 불안정하게 되는 문제가 있다.
본 발명은, 백열등 또는 태양광 등의 가시파장성분과 적외파장성분의 양쪽을 포함한 광원하에 있어서, 파장성분의 비율을 검출할 수 있는 장치 및 이것을 이용한 촬상장치를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 한 측면으로서의 파장성분의 비율검출장치는, 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역 의 광을 전기 신호로 변환하고 촬상신호를 출력하는 촬상소자와, 상기 촬상신호로부터 색차신호를 추출하는 추출기와, 상기 추출된 색차신호에 의거하여, 상기 컬러필터에 있어서의 적색 파장성분의 투과율이 청색 및 녹색 파장성분의 투과율보다 높은 제 1적외파장영역의 파장성분과, 상기 컬러필터에 있어서의 상기 적색 파장성분의 투과율과 상기 청색 및 녹색 파장성분의 투과율과의 차이가 상기 제 1적외파장영역보다 작은 제 2적외파장영역의 파장성분과의 비율을 검출하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 측면으로서의 파장성분의 비율검출장치는, 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역 및 적외파장영역의 광을 전기신호로 변환하고 촬상신호를 출력하는 촬상소자와, 상기 촬상신호로부터 색차신호와 휘도신호를 추출하는 추출기와, 상기 추출된 색차신호와 휘도신호의 비에 의거하여, 상기 컬러필터에 있어서의 적색파장성분의 투과율이 청색 및 녹색파장성분의 투과율보다 높은 제 1적외파장영역의 파장성분과, 상기 컬러필터에 있어서의 상기 적색 파장성분의 투과율과 상기 청색 및 녹색 파장성분의 투과율의 차이가 상기 제 1적외파장영역 보다 작은 제 2적외파장영역의 파장성분과의 비율을 검출하는 검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다
또, 본 발명의 다른 측면으로서의 촬상장치는, 더욱이, 본 발명의 다른 측면으로서의 파장성분의 비율검출방법에 있어서, 상기 측면 중 어느 한 측면에 기재된 파장성분의 비율검출장치와, 촬상광학계와 컬러필터의 사이의 광로에 대해서 적외차단필터를 삽입 및 퇴피시키는 필터이동기구와, 상기 촬상신호로부터 얻을 수 있 는 휘도신호 및 상기 비율검출장치에 의해 얻을 수 있는 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율에 의거하여, 상기 가시파장성분의 휘도를 산출하는 휘도산출기와, 상기 산출된 상기 가시파장성분의 휘도에 의거하여, 상기 필터이동기구를 동작시키는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 다른 측면으로서의 파장성분의 비율검출방법으로서, 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역의 광을 전기신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자를 이용한 파장성분의 비율검출방법이며, 상기 촬상신호로부터 색차신호를 추출하는 스텝과, 상기 추출된 색차신호에 의거하여, 상기 컬러필터에 있어서의 적색 파장성분의 투과율이 청색 및 녹색 파장성분의 투과율보다 높은 제 1적외파장영역의 파장성분과, 상기 컬러필터에 있어서의 상기 적색 파장성분의 투과율과 상기 청색 및 녹색 파장성분의 투과율과의 차이가 상기 제 1적외파장영역 보다 작은 제 2적외파장영역의 파장성분과의 비율을 검출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 또 다른 측면으로서의 파장성분의 비율검출방법으로서, 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역의 광을 전기신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자를 이용한 파장성분의 비율검출방법이며, 상기 촬상신호로부터 색차신호와 휘도신호를 추출하는 스텝과, 상기 추출된 색차신호와 휘도신호와의 비에 의거하여, 적외파장영역 중, 상기 컬러필터에 있어서의 적색파장성분의 투과율이 청색 및 녹색파장성분의 투과율보다 높은 제 1적외파장영역의 파장성분과, 상기 컬러필터에 있어서의 상기 적색 파장성분의 투과율과 상기 청색 및 녹색파장성분의 투과율과의 차이가 상기 제 1적외파장영역 보다 작은 제 2적외파장영역의 파장성분과의 비율을 검출하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적 또는 특징은, 이하의 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시예에 의해 밝혀질 것이다.
[바람직한 실시형태의 상세한 설명]
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
우선, 본 발명의 기본적인 고찰방법에 대해 설명한다.
도 l에는, 각 광원에 포함되는 파장성분의 광량의 비율의 차이를 도시한다. 통상의 적외차단필터의 차단파장대역은 650[nm]부근이며, 적외차단필터 삽입시는, 650[nm]이후의 적외파장성분의 광량은 모두 차단된다.
광원이 형광등인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 적외파장성분의 광량을 거의 포함하지 않기 때문에, 적외차단필터 삽입에 수반하는 광량의 변화는 거의 없다.
그러나, 광원이 백열등이나 적외조명인 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 적외파장성분의 광량을 많이 포함하기 때문에, 적외차단필터 삽입에 수반하는 광량의 감소가 크다.
적외차단필터의 제거시에 있어서, 광원에 포함되는 적외파장성분의 광량의 비율을 검출할 수 있으면, 적외차단필터 삽입시의 가시파장성분 만의 광량을 산출하는 것이 가능하다.
이에 의거하여 적외차단필터의 삽입 타이밍을 결정하면, 컬러 촬상면의 휘도를 안정화시키는 것이 가능하다.
제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역은, 원색 또는 보색 컬러필터의 적외파장영역에 있어서의 각 색의 분광투과특성에 의거하여 정의된다.
도 2에 원색 컬러필터의 분광투과특성도, 도 3에 보색 컬러필터의 분광투과특성도를 도시한다.
도 2에 도시된 바와 같이 원색 컬러필터의 650[nm] 내지 820[nm]부근의 파장대에서는, 적색 파장성분 R이 가장 투과율이 높고, 녹색 파장성분 G 및 청색 파장성분 B의 투과율은 낮다. 따라서 이 파장성분의 광이, 전면에 원색 컬러필터를 배치한 촬상소자에 입사한 경우, 얻을 수 있는 색정보는 적색 파장성분이 지배적으로 된다.
도 3에 도시된 바와 같이 보색 컬러필터의 650[nm] 내지 820[nm]부근의 파장대에서는, 옐로우 Ye(R+G) 및 마젠타 Mg(R+B)의 투과특성이 거의 동일하고, 투과율이 가장 높다. 이 때문에, 시안 Cy(G+B)의 투과율만 낮다. 따라서, 이 파장성분을 가진 광이, 전면에 보색 컬러필터를 배치한 촬상소자에 입사한 경우에 대해도, 얻을 수 있는 색정보는 적색 파장성분이 지배적으로 된다.
이와 같이, 적색 파장성분이 지배적으로 되는 영역을 제 1적외파장영역으로 한다. 또, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 820[nm]부근 내지 장파장의 파장대에서는, 원색 및 보색 컬러필터의 어느 쪽에 있어서도, 3색의 파장성분이 거의 동일한 양이 투과된다.
따라서, 이 파장성분의 광이, 전면에 원색 또는 보색 컬러필터를 배치한 촬상소자에 입사했을 경우에 얻을 수 있는 색정보는 무채색으로 된다. 이 색정보가 무채색을 나타내는 영역을 제 2적외파장영역으로 한다.
환언하면, 적외파장영역 중에, 컬러필터에 있어서의 적색 파장성분의 투과율이 청색 및 녹색 파장성분의 투과율보다 높은 영역을 제 1적외파장영역으로 하고, 컬러필터에 있어서의 적색 파장성분의 투과율과 청색 및 녹색 파장성분의 투과율과의 차이가 제 1적외파장영역보다 작은 영역을 제 2적외파장영역으로 한다.
제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 파장대역의 폭은, 촬상소자 컬러필터의 분광투과특성에 의해 약간 변경된다. 그러나, 일반적인 촬상소자 컬러필터에 있어서의 적외파장영역에서는, 적색 파장성분이 많이 투과되는 제 1적외파장영역과, 3색의 파장성분이 거의 동일량 투과되는 제 2적외파장영역으로 대별할 수 있다.
여기서, 원색 및 보색 컬러필터의 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 파장대에 있어서, 촬상소자의 휘도신호 출력이 동일한 값이 되도록, 단파장광(예를 들면, 650[nm]로부터 40[nm]의 간격으로)을 조사해서 색차신호를 취득한다.
색차신호의 R-Y과 B-Y축으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서, 원색 컬러필터에 있어서의 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 각 단파장광의 색차신호와 그 근사선을 도 4에 도시한다.
또, 보색 컬러필터에 있어서의 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 각 단파장광의 색차신호와 그 근사선을 도 5에 도시한다.
제 1적외파장영역에 상당하는 650[nm] 내지 820[nm]부근까지의 색차신호는, 도 4 및 도 5의 형상은 서로 다르다. 그러나, 적색신호 R로부터 무채색을 나타내는 좌표중심까지의 근사선상에 분포하는 특성을 가진다. 이것을 본 발명 및 실시예에 있어서의 정의선으로 한다.
또, 제 2적외파장영역에 상당하는 820[nm]이후의 색차신호는 모두 무채색을 나타내는 좌표중심에 분포하는 특징을 가진다. 이것을 본 발명 및 실시예에 있어서의 규정좌표로 한다.
본 발명 및 실시예에 있어서의 정의선은, 사용하는 원색 또는 보색 컬러필터의 분광투과특성에 의해 형상이 변화하기 때문에, 사용하는 촬상소자 컬러필터마다 분광투과특성으로부터 산출, 또는 측정해서 정의선을 구해 둘 필요가 있다.
여기서, 광원에 적외성분이 거의 없는 형광등 아래서, 또는, 적외차단필터를 개재한 상태에서 촬영했을 경우, 즉, 가시파장성분만에서의 촬영을 한 경우에 대해설명한다.
이 가시파장성분만에서의 촬영을 한 경우에 촬영화면중의 복수의 영역에 대해서 평균화하여 추출된 색차신호의 분포가 도 6A에 도시된 것으로 가정한다.
이 가시파장성분에 제 1적외파장영역의 파장성분이 가산되면, 상기 추출된 색차신호는 상기 가시파장성분에서의 색차신호와 제 1적외파장영역의 색차신호, 즉 근사선상의 좌표가 나타내는 색차신호와의 혼합색으로 된다. 따라서, 가시파장성분에 제 1적외파장영역의 파장성분이 가산된 경우, 색차신호의 분포는 도 6B에 도시된 바와 같이 근사선의 근방에 집중하는 특성을 가진다.
근사선의 근방에 집중하는 정도는, 가시파장성분에 대한 제 1적외파장영역의 파장성분의 비율에 의존하고, 제 1적외파장영역의 파장성분이 많을수록 근사선의 근방에 집중한다. 가시파장성분에 제 2적외파장영역의 파장성분이 가산되면, 상기 추출된 색차신호는 상기 가시파장성분에서의 색차신호와, 제 2적외파장영역의 색차신호, 즉 규정좌표가 나타내는 무채색의 색차신호와의 혼합색이 된다. 따라서, 가시파장성분에 제 2적외파장영역의 파장성분이 가산된 경우, 색차신호의 분포는 도 6C에 도시된 바와 같이 규정좌표의 근방에 집중하는 특성을 가진다.
규정좌표의 근방에 집중하는 정도는, 가시파장성분에 대한 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율에 의존하고, 제 2적외파장영역의 파장성분이 많을수록 규정좌표의 근방에 집중한다.
여기서, 이들 제 l적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 파장성분이, 촬영화면중의 복수의 영역에 대해서 추출된 색차신호에 미치는 영향특성을 이용한다. 색차신호의 R-Y축과 B-Y으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서, 상기 추출된 색차신호가, 정의선 및 규정좌표의 근방에 집중하고 있는 정도를 위치 관계에 의거하여 평가한다.
이 평가에 의해 광원에 포함되는 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 각각 검출하는 것이 가능하다.
상기 추출된 색차신호가, 정의선의 근방에 집중하고 있는 정도를 정량적으로 평가하는 방법으로서, 상기 추출된 각각의 색차신호와, 정의선과의 최단거리의 분산치를 산출한다. 또한, 이들 분산치를 총화한 것을 평가치로서 이용하도록 한다.
상기 산출된 정의선과의 분산치의 총화와 제 1적외파장영역(적외파장성분A)의 파장성분의 비율은, 일반적인 피사체에 있어서 도 8A에 도시된 관계가 있다. 따라서, 상기 관계 데이터를 미리 기억수단에 기억해 두면, 상기 산출된 정의선과의 분산치의 총화와 기억 데이터에 의거하여, 제 1적외파장영역의 파장성분의 비율을 결정할 수 있다.
상기 추출된 색차신호가, 규정좌표의 근방에 집중하고 있는 정도를 정량적으로 평가하는 방법으로서, 상기 추출된 각각의 색차신호와, 규정좌표와의 최단거리의 분산치를 산출한다. 또한, 이들 분산치를 총화한 것을 평가치로서 이용하도록 한다.
상기 산출된 규정좌표와의 분산치의 총화와 제 2적외파장영역의 파장성분(적외파장성분B)의 비율은, 일반적인 피사체에 있어서 도 8B에 도시된 관계가 있다. 따라서, 상기 관계 데이터를 미리 기억수단에 기억해 두면, 상기 산출된 규정좌표와의 분산치의 총화와 기억 데이터에 의거하여, 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 결정할 수 있다.
상기 추출된 각각의 색차신호와, 정의선 및 규정좌표와의 최단거리의 분산치를 산출하고, 이들 분산치를 총화함으로써, 상기 추출된 각각의 색차신호가, 어떠한 편차를 가지고 분포하고 있는지도 평가할 수 있다.
예를 들면, 도 7에 도시된 피사체에 포함되는 색이, 제 1적외파장영역에 있어서의 색(정의선부근) 및 제 2적외파장영역에 있어서의 색(규정좌표 부근)에 가까운 색이 대부분을 차지하고 있다.
제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역에 가까운 색이 분포하는 범위는, 정의선 및 규정좌표의 주변으로 되고, 최단거리의 분산치는 작아진다. 그러나, 촬영화면중에 있어서의 복수의 영역 중에, 1개의 영역에서도 정의선 및 규정좌표로부터 멀어진 분포를 가지는 것이 있으면, 최단거리의 분산치가 커진다.
이 때문에, 모든 분산치의 총화는, 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 파장성분이 혼입한 광원하에서 촬영한 분산치의 총화보다 커진다. 따라서, 도 7에 나타내는 색차신호의 분포가 정의선 및 규정좌표 부근에 치우쳐 있는 경우에도, 제 1 및 제 2적외파장성분(A, B)의 비율의 결정을 크게 잘못하는 일은 없다.
[실시예 1]
도 9를 참조하여 본 발명의 실시예 1의 파장성분의 비율검출장치를 설명한다. 또한, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예 1의 파장성분의 비율검출장치가 장착된 본 발명의 실시 예의 촬상장치인 적외차단필터절환 기능부착카메라를 설명한다.
도 10에 도시된 촬상광학계(1)에 있어서, 촬상한 피사체로부터의 반사광은 광로길이 보정필터(2)를 투과하고, 촬상소자 컬러필터(4)를 개재하여 촬상소자(5)에 입사된다.
촬상소자(5)로부터의 아날로그 촬상신호는 증폭기(7)에 의해 증폭되어 A/D변환기(8)에 의해 디지털 촬상신호로 변환된다.
촬상신호출력(201)은, A/D변환기(8)로부터의 촬상신호를 적색신호 R, 청색신호 B, 녹색신호 G로 분해한 촬상신호 출력이다.
WB처리부(202)는 촬상신호의 R게인 및 B게인을 조정해서, 적절한 화이트 밸런스로 조정하는 처리부이다.
색분리 매트릭스(MTX)(203)는, 적정한 화이트 밸런스로 조정된 적색신호 R, 청색신호 B, 녹색신호 G를, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y로 변환하는 처리부이다.
색차신호 R-Y, B-Y 및, 휘도신호 Y는 영상신호합성부(211)에 의해 영상신호로서 합성되어 외부에 출력된다.
적외차단필터(3)가 제거되고, 광로길이 보정필터(2)가 삽입되어 있는 경우, 그 영상신호는 적외광의 혼입에 의해 색밸런스가 붕괴된다.
따라서, 광로길이 보정필터(2)가 삽입되어 있는 상태에서의 촬영에서는, 통상, 영상신호합성부(211)에 있어서, 색분리 매트릭스(203)로부터 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y를 파기하고, 휘도신호 Y만의 흑백영상을 출력하고 있다.
실시예 1의 파장성분의 비율검출장치(100)는, 도 10에 도시된 영상신호 처리회로(200)에 있어서 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y를 이용하여 파장성분의 비율을 검출하는 장치이다. 또한, 영상신호 처리회로(200) 및 마이크로 컴퓨터(300)에 있어서의 연산처리의 일부이다.
도 9에 도시된 파장성분의 비율검출장치에 있어서의 촬상신호 출력(201)은, 촬상광학계와 촬상소자 컬러필터를 개재한 촬상소자로부터, 가시파장영역과 적외파장영역의 파장광을 촬상해서 얻을 수 있는 촬상신호의 출력이다.
도 9에 도시된 파장성분의 비율검출장치에 있어서의 촬상신호 출력(201)은, 도 10에 도시된 적외차단필터 절환기능부착 카메라에 대해서는, 광로길이 보정필터(2)가 삽입된 상태에서 촬상된 촬상신호의 출력이다.
WB처리부(202)는 촬상신호의 R게인 및 B게인을 조정해서, 적절한 화이트밸런스로 조정하는 처리부이다.
그러나, 적외파장영역의 파장광이 혼입한 영상 신호는 색밸런스가 붕괴되기 때문에, R게인 및 B게인을 고정치로서 조정하여도 된다.
색분리매트릭스(MTX)(203)는, 적색신호 R, 청색신호 B, 녹색신호 G를, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y로 변환한다.
변환된 촬상신호 중, 색차신호 R-Y, B-Y는 화면분할부(204)에 입력된다. 화면분할부(204)는 촬영화면중의 색차신호를 복수의 영역으로 분할하는 처리부이며, 분할된 복수의 영역에 각각 포함되는 색차신호는, 평균치 연산부(205)에 있어서 분할된 복수의 영역마다 평균화된다.
화면분할부(204)에 있어서, 촬영화면의 분할수를 증가시켜서 영역을 세분화하는 만큼, 색차신호의 추출정밀도가 향상한다.
화면분할수의 증가에 수반하는, 각 영역에 있어서의 추출색의 변화의 모습이 도 11에 도시된다. 분할수가 적으면 추출되는 색은 피사체의 색과 배경색과의 혼합색으로 된다.
분할수가 증가함에 따라, 피사체의 색과 배경색의 분리가 명확하게 되어, 분할수가 충분한 수에 이르면 피사체의 색 및 배경색을, 순색 또는 순색에 가까운 혼합색으로 추출할 수 있다.
따라서, 촬영화면중에 포함되는 피사체의 색을 정확하게 추출할 수 있는 확률을 높이려면, 촬영화면의 분할수를 증가시키고, 가능한 한 영역을 세분화하여 색차신호를 추출하는 것이 바람직하다.
화면분할부(204) 및 평균치연산부(205)에 의해 평균화 추출된 색차신호 R-Y, B-Y는 파장성분 비율연산부(301)에 입력된다.
파장성분 비율연산부(301)는, 입력된 색차신호 R-Y, B-Y와, WB처리부(202)에 있어서의 화이트 밸런스의 조정치 및 메모리(302)에 있어서의 격납데이터를 참조해서 파장성분의 비율을 결정한다.
파장성분 비율연산부(301)에 있어서의 구체적인 처리가 도 12에 도시된다. 스텝 S500에서, 평균치연산부(204)로부터 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y를 화면분할부(204)에 의해 분할한 영역의 수만큼 격납한다.
다음에, 스텝 S50l에서, WB처리부(202)에 있어서의 화이트 밸런스의 조정치를 읽어내고, 전처리로부터 변경이 없는가 확인한다.
색차신호 R-Y, B-Y는 화이트 밸런스의 조정치에 의한 값이 다르기 때문에, 스텝 S501에서 변경이 확인되었을 경우, 스텝 S502의 처리가 필요하다.
즉, 현재의 화이트밸런스 조정치에 대응한 R-Y축과 B-Y축으로 이루어지는 직교좌표계의 정의선 및 규정좌표를, 메모리(302)로부터 다시 읽어들이는 스텝 S502의 처리가 필요하다.
색차신호 R-Y, B-Y가, 동일한 촬영화상으로부터 취출한 것이거나, 또는 화이트 밸런스 조정치가 전처리의 촬영화면과 동일한 경우, 화이트밸런스의 조정치에 변경이 없기 때문에 스텝 S502의 처리는 생략된다.
또, WB처리부(202)에 있어서, 화이트밸런스 조정치를 항상 고정으로 한 경우도, 마찬가지로 스텝 S5O2의 처리는 생략된다.
스텝 S503에서, 색차신호 R-Y, B-Y와 정의선과의 최단거리를 연산한다. 스텝 S504에서, 상기 최단거리의 분산치를 연산하고, 스텝 S505에서 상기 분산치를 격납한다.
스텝 S506에서, 촬영화면을 분할한 영역전체에 대해서 스텝 S503로부터 스텝 S505까지의 처리가 이루어졌는지를 확인한다.
영역전체에 대해서 처리가 종료하지 않은 경우, 스텝 S503로부터 스텝 S505까지의 처리를 반복한다.
영역전체에 대해서 처리가 종료한 경우는, 스텝 S507로 진행되어, 스텝 S505에서 격납된 분산치를 총화하는 처리를 실시한다.
스텝 S508에서는, 스텝 S507에서 연산된 분산치의 총화와, 미리 메모리(302)에 기억되어 있는 분산치 총화와 적외파장성분 A의 비율과의 상관 데이터(도 8A참조)를 대조하고, 적외파장성분 A의 비율 PIRA를 결정한다.
스텝 S509에서, 색차신호 R-Y, B-Y와 규정좌표와의 최단거리를 연산한다.
스텝 S510에서, 상기 최단거리의 분산치를 연산하고, 스텝 S511에서 상기 분산치를 격납한다.
스텝 S512에서, 촬영화면을 분할한 영역전체에 대해서 스텝 S509로부터 스텝 511까지의 처리가 이루어졌는지를 확인한다.
영역전체에 대해서, 처리를 종료하지 않은 경우에는, 스텝 S509로부터 스텝 SS11까지의 처리를 반복한다.
영역전체에 대해서, 처리가 종료한 경우에는, 스텝 S513로 진행되어, 스텝 S511에서 격납된 분산치를 총화하는 처리를 실시한다.
스텝 S514에서는, 스텝 S513에서 연산된 분산치의 총화와, 미리 메모리(302)에 기억되어 있는 분산치 총화와 적외파장성분 B의 비율과의 상관 데이터(도 8B참조)를 대조하여, 적외파장성분 B의 비율 PIRB를 결정한다.
적외파장성분 A의 비율 PIRB를 결정하는 스텝 S503로부터 스텝 S508까지의 처리와, 적외파장성분 B의 비율 PIRB를 결정하는 스텝 S509로부터 스텝 S514까지의 처리는, 어느 쪽을 먼저 행하여도 된다.
도 10에 도시된 파장성분의 비율검출장치(100)에서의 처리를 실시하여 연산된 제 1적외파장영역의 파장성분 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율 PIRA, PIRB는 가시파장성분 휘도연산부(3l1)에 입력된다.
가시파장성분 휘도연산부(311)는, 이하에 의해 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도를 연산한다.
즉, 제 1적외파장영역의 파장성분 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율 PIRA, PIRB과, 평균치 연산부(205)로부터 얻을 수 있는 촬영화면 전체의 평균휘도 Y를 이용하여, 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도를 연산한다.
연산된 가시파장성분의 휘도 Yv는 촬영모드결정부(312)에 입력된다.
촬영모드결정부(312)는, 입력된 가시파장성분의 휘도 Yv와 미리 설정한 촬영모드 절환조건 한계치 YD를 비교해서, 촬영모드를 절환가능한 지의 여부를 결정한다.
가시파장성분 휘도연산부(311) 및 촬영모드결정부(312)는 마이크로컴퓨터(300)에 있어서의 연산처리의 일부이며, 행해지는 처리는 파장성분 비율연산부 (301)의 처리(도 12 참조) 후에 계속되는 처리이다.
다음에, 도 13에 도시된 가시파장성분 휘도연산부(311) 및 촬영모드결정부(312)에서 행해지는 처리에 대해 설명한다.
스텝 S580에서, 제 1적외파장영역의 파장성분 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율치 PIRA, PIRB로부터, 1-(PIRA+PIRB )를 연산 처리한다.
이에 의해 광원에 포함되는 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역 이외의 파장성분, 즉, 가시파장성분의 비율을 산출한다.
다음에, 스텝 S581에서, 평균치연산부(205)로부터 촬영화면 전체의 평균휘도 Y를 취득한다.
스텝 S582에서, 취득한 평균휘도 Y와 스텝 S580에 대해 연산한 가시파장성분의 비율을 승산함으로써, 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도 Yv를 연산한다. 연산된 가시파장성분의 휘도 Yv는 촬영모드결정부(312)에 입력된다.
스텝 S583에서, 미리 설정된 촬영모드 절환 한계치 YD와 가시파장성분의 휘도 Yv의 비교를 실시한다.
가시파장성분의 휘도 Yv가 촬영모드 절환한계치 YD의 값을 상회하면, 촬영모드의 절환을 결정한다. 촬영모드의 절환을 결정한 경우, 스텝 S584에서, 제어 회로(9)에 필터의 절환신호를 출력한다.
이 스텝 S584와 함께, 스텝 S585에서, 영상 신호합성부(211)에 색차신호 R-Y, B-Y의 파기를 중지하고, 컬러영상신호의 합성처리를 실시하도록 신호를 출력한다.
제어회로(9)는, 촬영모드결정부(3l2)로부터의 신호를 수신하여, 필터구동모터(6)에 필터구동을 위한 제어신호를 보낸다.
또, 영상신호 합성부(211)는 촬영모드결정부(312)로부터의 신호를 받아, 색차신호 R-Y, B-Y의 파기를 중지하고, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y를 합성한 컬러영상신호를 출력한다.
상기와 같이 구성하면, 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도 Yv를 검출할 수 있고, 가시파장성분의 휘도 Yv와 미리 설정한 촬영모드 절환한계치 YD에 의거하여 촬영모드를 결정할 수 있다.
따라서, 광원에 포함되는 적외파장성분의 양에 관계없이, 적외차단필터의 제거시부터 삽입을 실시한 후의 컬러촬영화면의 휘도를, 촬영모드 절환한계치 YD부근의 값으로 안정화시킬 수 있다.
[실시예 2]
다음에, 본 발명의 파장성분의 비율검출장치에서, 저휘도하에서의 촬영에 있어서의 파장성분의 비율검출에 대응한 실시예 2에 대해서 설명한다.
저휘도하에 있어서의 촬영을 고려한 경우, 촬상소자로부터 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y는, 휘도신호 Y의 저하에 수반하여, 마찬가지로 저하한다.
도 14에 있어서, 동일색을 저휘도 YA 및 YB에서 촬영했을 경우에 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y의 분포의 차이가 나타난다.
저휘도 YA 및 YB에서 YA < YB의 관계가 있고, 저휘도 YB에서 촬영한 경우에, 어느 색의 색차신호와, R-Y축, B-Y축으로 이루어지는 직교좌표계의 중심과의 거리가 r1, r2라고 가정한다.
여기서, 저휘도 YA에서 촬영했을 경우, 상기 색의 색차신호와, R-Y축, B-Y축으로 이루어지는 직교좌표계의 중심과의 거리는 대략 r1×YA/YB, r2×YA/YB의 관계를 가진다.
여기서, 저휘도 YA 및 YB에 있어서 색차신호와 휘도신호와의 비인 R-Y/Y 및 B-Y/Y를 연산하고, R-Y/Y축, B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계의 중심과의 거리를 산출한다. 이 산출과 함께 r1/YB, r2/YB의 값을 얻을 수 있다.
따라서, 저휘도하에 있어서의 촬영의 경우에는, 색차신호와 휘도신호와의 비인 R-Y/Y 및 B-Y/Y를 평가치로서 이용함으로써, 휘도신호 Y의 값에 의하지 않는 색 정보의 평가가 가능해진다.
여기서 색차신호와 휘도신호의 비인 R-Y/Y축과 B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계의 정의선 및 규정좌표에 대해서 설명한다.
원색 및 보색 컬러필터의 제 1적외파장영역및제 2적외파장영역의 파장대에 있어서, 촬상소자의 휘도신호 출력이 동일한 값이 되도록 단파장광(예를 들면650[nm]로부터 4O[nm]의 간격으로)을 조사한다.
이 조사에 의해 색차신호를 취득한 결과가 도 4및 도 5에 도시된다. 따라서, 색차신호와 휘도신호의 비인 R-Y/Y축과 B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계로 대치하여도, 원색 및 보색 컬러필터에 있어서의 정의선 및 규정좌표의 형상은 도 15A 및 도 15B에 도시된 바와 같이 된다.
색차신호인 R-Y축과 B-Y축으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서의 경우와 마찬가지로 이하와 같이 파장성분의 비율을 검출하는 것이 가능하다.
즉, 복수의 영역에 대해서 평균화 추출된 각각의 색차신호와 휘도신호와의 비의 분포가, 상기 R-Y/Y축과 B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서의 정의선 및 규정좌표의 근방에 집중하고 있는 정도를 위치관계에 의거하여 평가한다. 이 평가에 의해 파장성분의 비율을 검출하는 것이 가능하다.
이 때문에, 저휘도하의 촬영에 있어서의 파장성분의 비율검출에 대응한 도 16에 도시된 실시예의 구성도 가능하다.
이 도16에 도시된 실시예는, 색차신호와 휘도신호와의 비인 R-Y/Y축, B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계를 이용하여 파장성분의 비율을 검출하는 구성이다.
도 16에 도시된 파장성분의 비율검출장치를 장착한 적외차단필터 절환기능부착카메라를 도 17을 참조하여 설명한다.
또, 도 16및 도 17에 도시된 부호 중, 도 9 및 도 10에 도시된 실시예와 마찬가지의 기능을 가지는 부분에 대해서는, 동일부호로 나타난다.
도 17에 도시된 촬상광학계(1)에 있어서, 촬상한 피사체로부터의 반사광은 광로길이 보정필터(2)를 투과하고, 촬상소자 컬러필터(4)를 개재하여 촬상소자(5)에 입사된다.
촬상소자(5)로부터의 아날로그 촬상신호는 증폭기(7)에 의해 증폭되어 A/D변환기(8)에 의해 디지털 촬상신호로 변환된다.
촬상신호출력(201)은, A/D변환기(8)로부터의 촬상신호를 적색신호 R, 청색신호 B, 녹색신호 G로 분해한 촬상신호출력이다.
WB처리부(202)는 촬상신호의 R게인 및 B게인을 조정하여, 적절한 화이트 밸런스로 조정하는 처리부이다.
색분리 매트릭스(MTX)(203)는, 적정한 화이트밸런스로 조정된 적색신호 R, 청색신호 B, 녹색신호 G를, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y로 변환하는 처리부이다.
색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y는 영상신호합성부(211)에 의해 영상신호로서 합성되고 외부에 출력된다.
적외차단필터(3)가 제거되고, 광로길이 보정필터(2)가 삽입되어 있는 경우, 그 영상신호는 적외광의 혼입에 의해 색밸런스가 붕괴된다. 따라서, 광로길이 보정 필터(2)가 삽입되어 있는 상태에서의 촬영에서는, 통상, 영상신호합성부(2ll)에 있어서, 색분리 매트릭스(203)로부터 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y를 파기하고, 휘도신호 Y만의 흑백영상을 출력한다.
본 실시예의 파장성분의 비율검출장치(100)는, 도 17에 도시된 영상신호 처리회로(200)에서 얻을 수 있는 색차신호 R-Y, B-Y를 이용하여 파장성분의 비율을 검출하는 장치이다.
이 파장성분의 비율을 검출하는 장치는, 영상신호 처리회로(200) 및 마이크로컴퓨터(300)에 있어서의 연산처리의 일부이다.
도 l6에 도시된 파장성분의 비율검출장치에 있어서의 촬상신호출력(201)은, 촬상광학계와 촬상소자 컬러필터를 개재한 촬상소자로부터, 가시파장영역과 적외파장영역의 파장광을 촬상하여 얻을 수 있는 촬상신호의 출력이다.
도 16에 도시된 파장성분의 비율검출장치에 있어서의 촬상신호출력(201)은, 도 10에 도시된 적외차단필터 절환기능부착 카메라에 있어서는, 광로길이 보정필터(2)가 삽입된 상태에서 촬상된 촬상신호의 출력이다.
WB처리부(202)는 촬상신호의 R게인 및 B게인을 조정해서, 적절한 화이트밸런스로 조정하는 처리부이다.
그러나, 적외파장영역의 파장광이 혼입한 영상신호는 색밸런스가 붕괴되고 있기 때문에, R게인 및 B게인을 고정치로서 조정하여도 된다.
색분리 매트릭스(MTX)(203)는, 적색신호 R, 청색신호 B, 녹색신호 G를, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y로 변환한다.
변환된 촬상신호 중, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y는 화면분할부(251)에 입력된다.
화면분할부(251)는 촬영화면중의 색차신호 및 휘도신호를 복수의 영역에 분할하는 처리부이며, 분할된 복수의 영역에 각각 포함되는 색차신호 및 휘도신호는, 평균치연산부(252)에 있어서 분할된 복수의 영역마다 평균화된다.
화면분할부(251)에서, 촬영화면의 분할수를 증가시켜서 영역을 세분화할 수록, 색차신호와 휘도신호의 추출정밀도가 향상한다.
화면 분할수의 증가에 수반하여, 각 영역에 있어서의 추출색 및 휘도의 변화의 모습이 도 11에 도시된다. 분할수가 적으면 추출되는 정보는, 피사체와 배경의 색 및 휘도가 혼합한 정보로 된다. 분할수가 증가함에 따라서, 피사체와 배경간의 색 및 휘도의 분리가 명확하게 되어 있고, 분할수가 충분한 수에 이르면 피사체와 배경의 정보를, 실제의 색 및 휘도와 가까운 값으로 추출할 수 있게 된다.
따라서, 촬영화면 중에 포함되는 피사체의 색 및 휘도를 정확하게 추출할 수 있는 확률을 높이려면, 촬영화면의 분할수를 증가시켜서, 가능한 한 영역을 세분화하여 색차신호와 휘도신호를 추출하는 것이 바람직하다.
화면분할부(251) 및 평균치연산부(252)에 의해 평균화 추출된 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호Y는, R-Y/Y, B-Y/Y 연산부(351)에 있어서, 색차신호와 휘도신호의 비인 R-Y/Y, B-Y/Y로 변환된다.
변환된 색차신호와 휘도신호의 비인 R-Y/Y, B-Y/Y는, 파장성분 비율연산부(352)에 입력된다.
파장성분 비율연산부(352)는, 입력된 색차신호와 휘도신호의 비 R-Y/Y, B-Y/Y, WB처리부(202)에 있어서의 화이트 밸런스의 조정치 및 메모리(353)에 있어서의 격납된 데이터를 참조하여 파장성분의 비율을 결정한다.
도 18을 참조해서, 파장성분 비율연산부(352)에 있어서의 구체적인 처리를 설명한다. 스텝 S550에서, R-Y/Y, B-Y/Y 연산부(351)로부터 산출된 색차신호와 휘도시호의 비 R-Y/Y, B-Y/Y를, 화면분할부(251)에서 분할한 영역의 수만큼 격납한다.
다음에 스텝 S551에서, WB처리부(202)에 있어서의 화이트 밸런스의 조정치를 읽어내고, 전처리로부터 변경이 없는가를 확인한다.
색차신호와 휘도신호의 비 R-Y/Y, B-Y/Y는 화이트 밸런스의 조정치에 의해서 값이 다르게 된다.
이 때문에, 스텝 S551에서 변경이 확인된 경우, 이하의 스텝 S552의 처리가 필요하다.
즉, 현재의 화이트 밸런스 조정치에 대응한 R-Y/Y축과 B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계의 정의선 및 규정좌표를 메모리(353)로부터 판독출력하는 스텝 S552의 처리가 필요하다.
색차신호와 휘도신호의 비 R-Y/Y, B-Y/Y가, 동일한 촬영화상으로부터 취출한 것인 경우, 또는, 화이트밸런스 조정치가 전처리의 촬영화면과 같을 경우, 화이트밸런스의 조정치에 변경이 없다. 이 때문에, 스텝 S552의 처리는 생략된다.
또, WB처리부(202)에 있어서, 화이트밸런스 조정치를 일정하게 고정한 경우 에도, 마찬가지로 스텝 S552의 처리는 생략된다.
스텝 S553에서, 색차신호와 휘도신호의 비 R-Y/Y, B-Y/Y과 정의선과의 최단거리를 연산한다.
스텝 S554에서, 상기 최단거리의 분산치를 연산하고, 스텝 S555에서 상기 분산치를 격납한다.
스텝 S556에서, 촬영화면을 분할한 영역전체에 대해서 스텝 S553로부터 스텝S555까지의 처리가 이루어졌는지를 확인한다.
영역전체에 대해서 처리가 종료되지 않은 경우, 스텝 S553으로부터 스텝 S555까지의 처리를 반복한다.
영역전체에 대해 처리가 종료된 경우는, 스텝 S557로 진행되어, 스텝 S555에 서 격납된 분산치를 총화하는 처리를 실시한다.
스텝S558에서는, 스텝S557에서 연산된 분산치의 총화와 미리 메모리(353)에 기억되어 있는 분산치 총화와 적외파장성분 A의 비율과의 상관데이터를 대조하고, 적외파장성분 A의 비율PIRA을 결정한다.
스텝 S559에서, 색차신호와 휘도신호의 비 R-Y/Y, B-Y/Y와 규정좌표와의 최단거리를 연산한다.
스텝 S560에서, 상기 최단거리의 분산치를 연산하고, 스텝S561에서 상기 분산치를 격납한다.
스텝 S562에서, 촬영화면을 분할한 영역전체에 대해서 스텝 S559로부터 스텝 561까지의 처리가 이루어졌는지를 확인한다.
영역전체에 대해서 처리가 종료되지 않은 경우, 스텝 S559으로부터 스텝 S561 까지의 처리를 반복한다.
영역전체에 대해서 처리가 종료된 경우는, 스텝 S563로 진행되고, 스텝 S561에서 격납된 분산치를 총화하는 처리를 실시한다.
스텝 S564에서는, 스텝 S563에서 연산된 분산치의 총화와, 미리 메모리(353)에 기억되어 있는 분산치 총화와 적외파장성분 B의 비율과의 상관 데이터를 대조하고, 적외파장성분 B의 비율PIRB을 결정한다.
적외파장성분 A의 비율PIRA을 결정하는 스텝 S553으로부터 스텝 S558까지의 처리와, 적외파장성분 B의 비율PIRB을 결정하는 스텝 S559로부터 스텝 S564까지의 처리는, 어느 쪽을 먼저 행하여도 된다.
도 17에 있어서 파장성분의 비율검출장치(100)에서의 처리를 실시하여 연산된 적외파장성분 A 및 B의 비율 PIRA, PIRB는, 가시파장성분 휘도연산부(311)에 입력된다. 가시파장성분 휘도연산부(311)는 적외파장성분 A 및 B의 비율 PIRA, PIRB와 평균치연산부(252)로부터 얻을 수 있는 촬영화면 전체의 평균휘도 Y를 이용해서, 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도를 연산한다. 연산된 가시파장성분의 휘도 YV는 촬영모드 결정부(312)에 입력된다.
촬영모드 결정부(312)는, 입력된 가시파장성분의 휘도YV와 미리 설정된 촬영 모드 절환조건 한계치 YD를 비교하여, 촬영모드를 절환할지의 여부를 결정한다.
가시파장성분 휘도연산부(311) 및 촬영모드 결정부(3l2)는 마이크로컴퓨터(300)에 있어서의 연산처리의 일부이며, 행해지는 처리는 파장성분 비율연산부(352)의 처리(도 18참조) 후에 계속되는 처리이다.
또, 가시파장성분 휘도연산부(311) 및 촬영모드 결정부(312)에서 행해지는 처리는, 도 9 및 도 10에 도시된 실시예의 경우와 마찬가지의 처리이며, 도 13에 도시된다.
스텝 S580에 있어서 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역의 비율치 PIRA, PIRB로부터, 1 - (PIRA+PIRB)을 연산 처리한다.
이에 의해 광원에 포함되는 제 1적외파장영역 및 제 2적외파장영역 이외의 파장성분, 즉 가시파장성분의 비율을 산출한다.
다음에, 스텝 S581에서, 평균치 연산부(205)에서 촬영화면 전체의 평균 휘도 Y를 취득한다.
스텝 S582에서, 취득한 평균휘도 Y와 스텝 S580에 있어서 연산한 가시파장성분의 비율을 승산함으로써, 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도 Yv를 연산한다. 연산된 가시파장성분의 휘도 YV는 촬영모드 결정부(312)의 처리에 입력된다. 스텝 S583에서, 미리 설정해 두는 촬영모드절환 한계치 YD와 가시파장성분의 휘도 Yv의 비교를 실시한다.
가시파장성분의 휘도 Yv가 촬영모드절환 한계치 YD의 값을 상회하면, 촬영모드의 절환을 결정한다. 촬영모드의 절환을 결정한 경우, 스텝 S584에서, 제어 회로(9)에 필터의 절환신호를 출력한다.
이 스텝 S584과 함께, 스텝 S585에서, 영상신호합성부(2ll)에 색차신호 R-Y, B-Y의 파기를 중지하고, 컬러영상신호의 합성처리를 실시하도록 신호를 출력한다.
제어회로(9)는, 촬영모드 결정부(312)로부터의 신호를 수신하고, 필터구동모터(6)에 필터구동을 위한 제어신호를 송신한다.
또, 영상신호합성부(211).는 촬영모드 결정부(312)로부터의 신호를 수신하고, 색차차호 R-Y, B-Y의 파기를 중지하여, 색차신호 R-Y, B-Y 및 휘도신호 Y를 합성한 컬러영상신호를 출력한다.
상기와 같이 구성하면, 저휘도 하에 있어서도 광원에 포함되는 가시파장성분의 휘도 Yv를 보다 정확하게 검출할 수 있다.
게다가, 가시파장성분의 휘도 Yv와 미리 설정한 촬영모드절환 한계치 YD에 의거하여 촬영모드를 결정하는 것이 가능하다.
따라서, 광원에 포함되는 적외파장성분의 양에 관계없이, 적외차단필터의 제거시부터 삽입을 실시한 후의 컬러촬영화면의 휘도를, 촬영모드절환 한계치 YD 부근의 값으로 안정화시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 상기 각 실시예에 의하면, 적외차단필터를 제거한 상태에서, 촬영화면(즉, 촬상소자)에서 받는 전체광량 중 적외성분이 어느 정도의 비율을 점유하는지를 검출할 수 있다. 이 때문에, 가시성분의 광량, 즉 적외차단필터를 삽입한 상태에 있어서의 촬영면의 휘도를 예측할 수 있다. 따라서, 예측한 촬영면의 휘도에 의거하여, 적외차단필터의 삽입의 타이밍을 결정하면, 적외차단필터 삽입 후의 촬영화면의 휘도를 안정화시킬 수 있다.
또, 상기 각 실시예의 촬상장치에 의하면, 촬상장치인 적외차단필터 절환기능부착 카메라에, 파장성분의 비율검출장치를 구비함으로써, 적외차단필터 삽입시의 가시성분의 휘도를 예측할 수 있다. 이 때문에, 촬영광원의 종류에 관계없이 적외차단필터의 자동착탈을 적절한 타이밍에 실시할 수 있다.

Claims (14)

  1. 광원으로부터의 광으로 조사되는 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와,
    상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역의 광을 전기 신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자와,
    상기 촬상신호로부터 색차신호를 추출하는 영상신호처리회로와,
    상기 추출된 색차신호에 의거하여, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 적색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율이 청색 및 녹색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율보다 높은 영역인 제 1적외파장영역의 파장성분의 비율과, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 적색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율과 상기 청색 및 녹색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율과의 차이가 상기 제 1적외파장영역보다 작은 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 파장성분비율 연산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 영상신호처리회로는, 화상신호를 색차신호로 변환하는 색분리매트릭스와, 상기 색차신호를 복수의 촬상영역으로 분할하는 화상분할부와, 상기 분할된 촬상영역의 각각에 있어서 색차신호를 평균화하는 평균치연산부를 포함하고,
    상기 피장성분비율연산부는, 상기 복수의 촬상영역으로부터 추출된 색차신호에 의거하여, 상기 촬상소자의 전체에 있어서 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 파장성분비율연산부는, 색차신호를 나타내는 R-Y축과 B-Y축으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서, 상기 복수의 촬상영역으로부터 추출된 색차신호의 분포에 있어서의, 상기 컬러필터의 분광투과특성에 의거해서 설정한 정의선 및 규정좌표에 대한 집중정도를 평가함으로써, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 정의선은, 상기 직교좌표계에 있어서 상기 제 1적외파장영역의 단파장광으로 상기 촬상소자를 조사함으로써 상기 복수의 촬상영역으로부터 추출한 색차신호의 분포를 근사한 근사선이고,
    상기 규정좌표는, 상기 직교좌표계에 있어서 상기 제 2적외파장영역의 단파장광으로 상기 촬상소자를 조사함으로써 상기 복수의 촬상영역으로부터 추출된 색차신호의 분포가 집중하는 좌표의 근사좌표인 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  5. 삭제
  6. 광원으로부터의 광으로 조사된 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와,
    상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역 및 적외파장영역의 광을 전기신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자와,
    상기 촬상신호로부터 색차신호와 휘도신호를 추출하는 영상신호처리회로와,
    상기 추출된 색차신호와 휘도신호의 비에 의거하여, 상기 광원으로부의 광에 있어서의 적색파장성분에 대한 컬러필터의 투과율이 청색 및 녹색파장성분에 대한 컬러필터의 투과율보다 높은 영역인 제 1적외파장영역의 파장성분의 비율과, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 적색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율과 상기 청색 및 녹색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율의 차이가 상기 제 1적외파장영역 보다 작은 영역인 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 파장성분비율연산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 영상신호처리회로는, 화상신호를 색차신호로 변환하는 색분리매트릭스와, 상기 색차신호를 복수의 촬상영역으로 분할하는 화상분할부와, 상기 분할된 촬상영역의 각각에 있어서의 색차신호를 평균화하는 평균치 연산부를 포함하고,
    상기 평균화된 색차신호와 상기 휘도신호의 비율을 산출하는 R-Y/Y 및 B-Y/Y연산부를 포함하고,
    상기 파장성분비율연산부는, 상기 복수의 촬상영역으로부터 추출된 상기 색차신호와 휘도신호의 비에 의거하여, 상기 촬상소자의 전체에 있어서, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 파장성분비율연산부는, 색차신호와 휘도신호의 비를 나타내는 R-Y/Y축과 B-Y/Y축으로 이루어지는 직교좌표계에 있어서, 상기 컬러필터의 분광투과특성에 의거하여 설정한 정의선 및 규정좌표에 대한 비의 분포에 있어서의 집중정도를 평가함으로써, 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 정의선은, 상기 직교좌표계에 있어서 상기 제 1적외파장영역의 단파장광으로 상기 촬상소자를 조사해서 얻은 상기 비의 분포를 근사한 근사선이고,
    상기 규정좌표는, 상기 직교좌표계에 있어서 상기 제 2적외파장영역의 단파장광으로 상기 촬상소자를 조사해서 얻은 상기 비의 분포가 집중하는 좌표의 근사좌표인 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출장치.
  10. 삭제
  11. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 파장성분의 비율검출장치와,
    촬상광학계와 컬러필터의 사이의 광로에 대해서 적외차단필터를 삽입 및 퇴피시키는 필터구동모터와,
    상기 촬상신호로부터 얻을 수 있는 휘도신호 및 상기 비율검출장치에 의해 얻을 수 있는 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율에 의거하여, 상기 가시파장성분의 휘도를 연산하는 가시 파장성분 휘도연산부와,
    상기 연산된 상기 가시파장성분의 휘도에 의거하여, 상기 필터구동모터를 동작시키는 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  12. 제 6항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 파장성분의 비율검출장치와,
    촬상광학계와 컬러필터 사이의 광로에 대해서 적외차단필터를 삽입 및 퇴피시키는 필터구동모터와,
    상기 촬상신호로부터 얻을 수 있는 휘도신호 및 상기 비율검출장치에 의해 얻을 수 있는 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 제 1 및 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율에 의거하여, 상기 가시파장성분의 휘도를 연산하는 가시파장성분 휘도연산부와,
    상기 연산된 상기 가시파장성분의 휘도에 의거하여, 상기 필터구동모터를 동작시키는 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상장치.
  13. 광원으로부터의 광으로 조사된 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역의 광을 전기신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자를 이용한 파장성분의 비율검출방법으로서,
    상기 촬상신호로부터 색차신호를 추출하는 스텝과,
    상기 추출된 색차신호에 의거하여, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 적색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율이 청색 및 녹색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율보다 높은 영역인 제 1적외파장영역의 파장성분의 비율과, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 적색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율과 상기 청색 및 녹색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율과의 차이가 상기 제 1적외파장영역 보다 작은 영역인 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출방법.
  14. 광원으로부터의 광으로 조사된 물체로부터의 광을 투과하는 컬러필터와, 상기 컬러필터를 투과한 가시파장영역의 광 및 적외파장영역의 광을 전기신호로 변환해서 촬상신호를 출력하는 촬상소자를 이용한 파장성분의 비율검출방법으로서,
    상기 촬상신호로부터 색차신호와 휘도신호를 추출하는 스텝과,
    상기 추출된 색차신호와 휘도신호의 비에 의거하여, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 적색파장성분에 대한 컬러필터의 투과율이 청색 및 녹색파장성분에 대한 컬러필터의 투과율보다 높은 영역인 제 1적외파장영역의 파장성분의 비율과, 상기 광원으로부터의 광에 있어서의 상기 적색 파장성분에 대한 컬러필터의 투과율과 상기 청색 및 녹색파장성분에 대한 컬러필터의 투과율의 차이가 상기 제 1적외파장영역 보다 작은 영역인 제 2적외파장영역의 파장성분의 비율을 연산하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장성분의 비율검출방법.
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