(57)【要約】【課題】光学フィルタの切り替え動作における移動距離を短縮し、摩耗の発生を低減することができる技術を実現する。【解決手段】撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の撮像面に入射する光量を調節する光量調節手段と、前記撮像素子と前記光量調節手段の間に配置される光学フィルタ手段と、前記光学フィルタ手段を光路上に対して挿入または退避させる駆動手段と、前記撮像素子と前記光量調節手段の間の有効撮像範囲に応じて前記光学フィルタ手段を駆動して前記光路上に対して挿入または退避させる位置を制御する制御手段と、を有する。【選択図】図１０
2020085965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面に入射する光量を調節する光量調節手段と、
前記撮像素子と前記光量調節手段の間に配置される光学フィルタ手段と、
前記光学フィルタ手段を光路上に対して挿入または退避させる駆動手段と、
前記撮像素子と前記光量調節手段の間の有効撮像範囲に応じて前記光学フィルタ手段を駆動して前記光路上に対して挿入または退避させる位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
ズームレンズを含む光学系をさらに有し、
前記制御手段は、前記ズームレンズの位置に応じて変化する前記有効撮像範囲に応じて前記光学フィルタ手段を前記光路上に対して挿入または退避させる場合の移動量を必要最小限に抑えるように前記光学フィルタ手段の位置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。
【請求項３】
ズーム倍率に応じたズームレンズの位置と、前記ズームレンズの位置に応じた前記光学フィルタ手段の位置を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記光学フィルタ手段の位置は、前記ズームレンズの位置が所定の位置以上の場合は段階的または一定の値にされることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記光学フィルタ手段は、前記光路上に挿入された位置では前記撮像素子の撮像面を覆うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記光学フィルタ手段は、前記駆動手段に対して摺動可能に保持され、
前記光学フィルタ手段と前記駆動手段とが摺動する部分の互いの摩擦係数が異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子により撮像された画像の明暗差を圧縮する画像処理を行う画像処理手段をさらに有し、
前記制御手段は、撮像画面の輝度に応じて、前記画像処理を行うか、前記光学フィルタ手段を駆動するかを判定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学フィルタ手段は前記光量調節手段に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光学フィルタ手段の位置は、前記ズームレンズの位置がズーム倍率が上がる方向に変化する場合は、前記ズームレンズの位置の変更開始時の位置で一定とし、
前記ズーム倍率が下がる方向に変化する場合は、前記ズームレンズの位置に応じて異なることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光量調節手段は絞りであり、
前記光学フィルタ手段は赤外透過フィルタであり、
前記制御手段は、前記撮像装置が赤外撮影モードにおいて前記赤外透過フィルタを前記光路上に対して挿入させるように制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像装置を操作するための監視装置と通信可能に接続する通信手段をさらに有し、
前記撮像装置は、前記撮像素子により撮像された画像を、前記通信手段を介して前記監視装置に送信することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面に入射する光量を調節する光量調節手段と、
前記撮像素子と前記光量調節手段の間に配置される光学フィルタ手段と、
前記光学フィルタ手段を光路上に対して挿入または退避させる駆動手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子と前記光量調節手段の間の有効撮像範囲に応じて前記光学フィルタ手段を駆動して前記光路上に対して挿入または退避させる位置を制御するステップを有することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された制御方法を、撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置における光学フィルタの制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラなどのネットワークカメラ等では、カメラ部はレンズ部を通過した入射光が撮像素子で結像し、画像を取得することができる。また複数の画像を取得するモードが搭載され、撮像素子の前側の光路上に赤外光カットフィルタを挿抜することで、デイモードと呼ばれる可視光の画像と、ナイトモードと呼ばれる赤外光の画像を取得することができる。
【０００３】
さらに、光路上に可視光をカットする赤外透過フィルタを挿入し、かつ、透過する赤外光波長を含む赤外照明を被写体に照射することで、夜間時、自動車のヘッドライトの強い可視光をカットし、白飛びと呼ばれるハレーション現象を抑制する撮影モードが知られている。これにより、夜間時でも自動車のナンバープレートを鮮明に認識できる画像が取得できる（特許文献３参照）。
【０００４】
赤外透過フィルタを挿入する赤外撮影モードにおいて、自動車が絶えず通行している場合には絶え間なく撮影画面内に自動車のヘッドライトが撮影されるため、他のモードに切り替える必要はない。
【０００５】
しかしながら、自動車が間欠的に走行するような場合には、自動車のヘッドライトは撮影画面内に頻繁に出入りするので、ナイトモードと赤外撮影モードを頻繁に切り替える必要がある。理由は、自動車のヘッドライトのような強い可視光がない場合は、ナイトモードの方が可視光から赤外波長まで光量全体が多く、被写体認識に良好な画質となる。一方で、光学フィルタを光路上に挿抜する光学フィルタ制御技術がある。
【０００６】
特許文献１では、光学フィルタを保持する光学フィルタ保持部材を係合させた駆動源のアーム部材を用いて、このアーム部材の回転駆動を直進駆動に変換し、光学フィルタおよび光学フィルタ保持部材をレンズの光路内外に切り替える技術が提案されている。また、特許文献２では、ズームレンズの光学倍率に相当する焦点距離の変化に応じて、絞りの最大開口径を制御しつつ、焦点距離の変化前後で画像の露出が一定に保つように、ＮＤフィルタで絞りの開口径を部分的に覆う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−２１１８０号公報
【特許文献２】特開２０１２−５００１０号公報
【特許文献３】特開２０１６−２２０００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように頻繁に赤外撮影モードが頻繁に切り替わると、フィルタ切り替え機構の部品の摩耗が進行して摩耗粉が発生し、摩耗粉がレンズ面やフィルタ面、撮像面に付着または蓄積すると画質に影響を及ぼしてしまう。また、摩耗粉の蓄積量は、フィルタの総移動距離が長いほど摩耗が進行して蓄積しやすい。
【０００９】
このような課題に対して、特許文献１では、フィルタ切り替え機構を安価に構成するには、ポリカーボネートのような樹脂材質の光学フィルタ枠と、光学フィルタ枠の摺動面と当接するポリカーボネートのような樹脂部材で構成することが考えられる。
【００１０】
しかしながら、フィルタの切り替え動作回数が増加すると、部材同士の摩擦により、部材の摩耗が進行して樹脂部材が擦り減ることで摩耗粉が発生する可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２では、露出に合わせて常にＮＤフィルタを摺動させることになるため、総移動距離は常に増加していくために、摩耗粉が短期間で蓄積しやすくなる。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、光学フィルタの切り替え動作における移動距離を短縮し、摩耗の発生を低減することができる技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の撮像面に入射する光量を調節する光量調節手段と、前記撮像素子と前記光量調節手段の間に配置される光学フィルタ手段と、前記光学フィルタ手段を光路上に対して挿入または退避させる駆動手段と、前記撮像素子と前記光量調節手段の間の有効撮像範囲に応じて前記光学フィルタ手段を駆動して前記光路上に対して挿入または退避させる位置を制御する制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学フィルタの切り替え動作における移動距離を短縮し、摩耗の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１のネットワークカメラの構成図。
【図２】実施形態１のレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図３】実施形態１の装置構成を示すブロック図。
【図４】（ａ）はＷＩＤＥ端でのズームレンズ位置、（ｂ）は（ａ）の光学フィルタ位置での絞り開口径および有効撮像範囲、（ｃ）はＴＥＬＥ端でのズームレンズ位置、（ｄ）は（ｂ）の光学フィルタ位置での絞り開口径および有効撮像範囲を示す図。
【図５】ズーム倍率と絞り開口径の関係を示す図。
【図６】（ａ）はナイトモードにおける光学フィルタ位置、（ｂ）は赤外撮影モードにおける光学フィルタ位置を示す図。
【図７】（ａ）および（ｂ）はＷＩＤＥ端でのフィルタ位置、（ｃ）および（ｄ）はＴＥＬＥ端での光学フィルタ位置を示す図。
【図８】ズーム倍率に応じたズームレンズ位置と光学フィルタ位置の関係を示す図。
【図９】（ａ）および（ｂ）はＷＩＤＥ端での光学フィルタ位置、（ｃ）および（ｄ）はＴＥＬＥ端での光学フィルタ位置を示す図。
【図１０】実施形態１の光学フィルタの制御処理を示すフローチャート。
【図１１】ズーム倍率に応じたズームレンズ位置と光学フィルタ位置の関係を示す図。
【図１２】実施形態２の光学フィルタフィルタ切り替え機構の構成を示す斜視図。
【図１３】ズームレンズ位置がＷＩＤＥ端からＴＥＬＥ端に移動する場合の絞り開口径の変化を示す図。
【図１４】ズームレンズ位置がＴＥＬＥ端からＷＩＤＥ端に移動する場合の絞り開口径の変化を示す図。
【図１５】実施形態２の光学フィルタの制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。
【００１７】
［実施形態１］以下、図１から図１１を参照して、実施形態１について説明する。
【００１８】
以下では、本実施形態の撮像装置としてデジタルカメラに適用した例を説明するが、これに限定されず、例えば、カメラ機能を有する携帯電話やその一種であるスマートフォン、タブレットデバイス、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）などに適用してもよい。
【００１９】
＜装置構成＞まず、図１から図３を参照して、実施形態１の撮像装置の構成および機能について説明する。
【００２０】
本実施形態のデジタルカメラは、ネットワークカメラ（以下、監視カメラ）として用いられる。
【００２１】
監視カメラ１００は、ドームカバー３、レンズ鏡筒４、光源５を保持する光源保持部材６、イメージセンサ７、パンチルトローテーションユニット８を有し、これらが枠体２とパンチルトローテーションユニット８に挟まれる状態でビス１により固定されている。ドームカバー３はレンズ鏡筒４および光源５を保護するドーム状のカバー部材である。光源５は赤外照明用の赤外光を発光するＬＥＤなどの発光素子である。
【００２２】
パンチルトローテーションユニット８は、イメージセンサ７が装着されたレンズ鏡筒４および光源保持部材６を、パン、チルト、ローテーションの各方向に回転可能に保持する。
【００２３】
レンズ鏡筒４は、図２に示すように、４つの固定レンズおよび可動レンズを有する。
【００２４】
固定レンズ１１は、光軸方向に固定されている。第１ズームレンズ１６は、光軸方向に移動して変倍動作を行う。第２ズームレンズ２１は、光軸方向に移動して変倍動作を行う。フォーカスレンズ２７は、光軸方向に移動して合焦動作を行う。
【００２５】
固定レンズ１１は、固定レンズ枠１０で前側固定枠１２にビス９によって固定され、光学像を結像させる入射光をレンズ鏡筒４に取り込む。ビス１３は、前側固定枠１２と後側固定枠３３を結合する。
【００２６】
ガイドバー１４、１５、２３、２４、２５、２６は、前側固定枠１２と後側固定枠３３に挟まれる状態で固定されている。
【００２７】
レンズ移動枠１７は第１ズームレンズ１６を保持する。レンズ移動枠１７は、ガイドバー（通し穴）１５によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー（Ｕ溝）１４にて、レンズ移動枠１７のＵ溝が係合して、ガイドバー（Ｕ溝）１４まわりの回転が規制される。
【００２８】
ラック１９は、ラックバネ（不図示）により光軸方向および回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠１７に固定され、ステッピングモータ３２のネジ部に係合し、ネジ部の回転によってレンズ移動枠１７とともに光軸方向に移動する。
【００２９】
絞りユニット２０は、後側固定枠３３にビス１８によって固定され、レンズ鏡筒４の入射光量を調節する光量調節部である。絞りユニット２０は、制御部４８の制御信号により駆動され、絞り羽根２０ｂ、２０ｃで形成された開口部２０ｄの絞り開口径の大きさを自在に変化させ、入射光量を調節できる。
【００３０】
レンズ移動枠２２は第２ズームレンズ２１を保持する。レンズ移動枠２２は、ガイドバー（通し穴）２５によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー（Ｕ溝）２４にて、レンズ移動枠２２のＵ溝が係合して、ガイドバー（Ｕ溝）２４まわりの回転が規制される。
【００３１】
レンズ移動枠２２と連結するラック（不図示）は、ラックバネ（不図示）により光軸方向および回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠２２に固定され、ステッピングモータ３４のネジ部に係合し、ネジ部の回転でレンズ移動枠２２とともに光軸方向に移動する。
【００３２】
レンズ移動枠２８はフォーカスレンズ２７を保持する。レンズ移動枠２８は、ガイドバー（通し穴）２３によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー（Ｕ溝）２５にて、レンズ移動枠２８のＵ溝が係合して、ガイドバー（Ｕ溝）２６まわりの回転が規制される。
【００３３】
レンズ移動枠２８と連結するラック（不図示）は、ラックバネ（不図示）により光軸方向および回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠２８に固定され、ステッピングモータ３５のネジ部に係合し、ネジ部の回転でレンズ移動枠２６とともに光軸方向に移動する。
【００３４】
フォトインタラプタ２９、３０、３１は、図示しないフレキシブルプリント基板に半田付けで固定されている。フレキシブルプリント基板は後側固定枠３３に固定された絞りユニット２０、ステッピングモータ３２、３４、３５、ガルバノメータ３６ｂ、フォトインタラプタ２９、３０、３１に電気的に接続され、通電することで各部を駆動する。
【００３５】
フォトインタラプタ２９はレンズ移動枠１７の移動領域に配置され、フォトインタラプタ２９の出力と、ステッピングモータ３２の駆動パルス数によってレンズ移動枠１７の位置を制御する。
【００３６】
フォトインタラプタ３０はレンズ移動枠２２の移動領域に配置され、フォトインタラプタ３０の出力と、ステッピングモータ３４の駆動パルス数によってレンズ移動枠２２の位置を制御する。
【００３７】
フォトインタラプタ３１はレンズ移動枠２８の移動領域に配置され、フォトインタラプタ３１の出力と、ステッピングモータ３５の駆動パルス数によってレンズ移動枠２８の位置を制御する。
【００３８】
赤外カットフィルタユニット３６は、ビス１３ｂによって後側固定枠３３に固定されている。赤外カットフィルタ３７はフィルタ枠３８に保持されている。赤外カットフィルタユニット３６は、ガルバノメータ３６ｂおよびフィルタ枠３８と係合するアーム３６ｃによって光軸に対して略垂直方向に切り替え駆動されて光路上に挿入（出現）または退避させることが可能である。赤外カットフィルタユニット３６は、ナイトモードでは、光路上から退避され、夜間でも被写体を撮影可能にする。
【００３９】
なお、赤外カットフィルタ３７を光路上に挿入させるデイモードでは、可視光を集光し、昼間の被写体の撮影を可能にする。
【００４０】
赤外透過フィルタユニット３９は、ビス１３ｂによって後側固定枠３３に固定されている。赤外透過フィルタ４０はフィルタ枠４１に保持されている。赤外透過フィルタユニット３９は、ガルバノメータ３９ｂおよびフィルタ枠４１と係合するアーム３９ｃによって光軸に対して略垂直方向に切り替え駆動されて赤外透過フィルタ４０を光路上に挿入する。
【００４１】
ガルバノメータ３９ｂは、図示しないヨークとメータ内部のコイルにより磁場を発生させ、磁気により付勢される。また、ガルバノメータ３９ｂは、制御部４８の制御信号により、フィルタ枠４１と係合するアーム３９ｃの回転角度を変化させ、赤外透過フィルタ４０を光路上へ挿入または退避可能とする。
【００４２】
赤外透過フィルタ４０が光路上に挿入された状態で撮影するモードを赤外撮影モードと呼ぶ。赤外撮影モードでは、遠景やかすみがかった場面や、赤外光を同時に投光して自動車のヘッドライトなどの強い光で生じる白飛び画像であるハレーションを抑制した状態での被写体の撮影が可能となる。
【００４３】
センサーホルダ４２は、イメージセンサ７をビス４４によって保持する。センサーホルダ４２は、ビス４３によって後側固定枠３３に固定されている。
【００４４】
次に、図３を参照して、実施形態１の監視カメラの電気的な構成について説明する。
【００４５】
監視カメラ１００は、屋外に設置されるカメラ本体４５と、カメラ本体４５を遠隔操作する操作ユニット４６とが通信部５０により有線または無線のネットワークを介して通信可能に接続されている。
【００４６】
カメラ本体４５は、操作ユニット４６から入力される指示に応じてパン、チルト、ローテーションなどの動作を制御するＣＰＵやＭＰＵ、メモリを有する制御部４８を有している。
【００４７】
制御部４８には、パンチルトローテーション駆動部５１、光源駆動部５２、第１ズームレンズ駆動部５３、第２ズームレンズ駆動部５４およびフォーカスレンズ駆動部５５が接続されている。
【００４８】
パンチルトローテーション駆動部５１は、制御部４８の制御信号に応じて、パンチルトローテーションユニット８を駆動する。また、パンチルトローテーション駆動部５１は、カメラ本体４５のパン角度、チルト角度、およびローテーション角度を検出し、検出結果を制御部４８に通知する。
【００４９】
光源駆動部５２は、制御部４８の制御信号に応じて、光源５の点灯を制御する。
【００５０】
第１ズームレンズ駆動部５３、第２ズームレンズ駆動部５４およびフォーカスレンズ駆動部５５はステッピングモータ３２、３４、３５を有し、制御部４８の制御信号に応じて、第１ズームレンズ１６、第２ズームレンズ２１およびフォーカスレンズ２７を駆動する。また、第１ズームレンズ駆動部５３、第２ズームレンズ駆動部５４およびフォーカスレンズ駆動部５５は、第１ズームレンズ１６、第２ズームレンズ２１およびフォーカスレンズ２７の位置を検出し、検出結果を制御部４８に通知する。
【００５１】
また、制御部４８には、絞り駆動部５６、赤外カットフィルタ駆動部５７、赤外透過フィルタ駆動部５８が接続されている。
【００５２】
絞り駆動部５６は、絞りユニット２０の駆動アーム位置を検出し、検出結果を制御部４８通知する。
【００５３】
赤外カットフィルタ駆動部５７は、赤外カットフィルタ３７を保持するフィルタ枠３７の位置を検出し、検出結果を制御部４８に通知する。
【００５４】
赤外透過フィルタ駆動部５８は、赤外透過フィルタ４０を保持するフィルタ枠４１の位置を検出し、検出結果を制御部４８に通知する。
【００５５】
また、制御部４８には、第１ズームレンズ１６、第２ズームレンズ２１およびフォーカスレンズ２７のステッピングモータ３２、３４、３５の駆動パルス数を記憶する駆動量記憶部６１、６２、６３が接続されている。制御部４８は駆動量記憶部６１、６２、６３に記憶された設定情報を随時読み出すことが可能である。
【００５６】
また、制御部４８には、上記検出結果と設定情報とに基づき、第１ズームレンズ１６、第２ズームレンズ２１およびフォーカスレンズ２７を所定の位置まで駆動するためのステッピングモータ３２、３４、３５の駆動パルス数を算出する駆動量算出部６４、６５、６６が接続されている。
【００５７】
また、制御部４８には、絞りユニット２０の駆動アームの回転角度位置が予め設定されている絞り位置記憶部６７が接続されている。制御部４８は絞り位置記憶部６７に記憶された設定情報を随時読み出すことが可能である。
【００５８】
また、制御部４８には、赤外透過フィルタ駆動部５８は、フィルタ枠４１と係合するアーム３９ｃの回転角度位置が予め設定されているフィルタ位置記憶部６８を有する。制御部４８はフィルタ位置記憶部６８に記憶されている設定情報を随時読み出すことが可能である。
【００５９】
さらに、制御部４８には、上記検出結果と記憶情報とに基づき、赤外透過フィルタ４０を保持するフィルタ枠４１を所定の位置まで駆動するガルバノメータ３９ｂの駆動電流を算出するフィルタ駆動量算出部６９が接続されている。
【００６０】
操作ユニット４６は、制御部７３、操作部７４、表示部７５を有するスマートフォンやタブレットデバイスなどの監視装置である。制御部７３はＣＰＵなどを備え、操作部７４、表示部７５に接続されている。操作部７４はカメラ本体４５のパン、チルト、ローテーションなどの動作、ズームレンズ１６、２１、フォーカスレンズ２７、絞りユニット２０の駆動を指示する操作部材を含む。
【００６１】
また、操作部７４は、赤外カットフィルタ３７および赤外透過フィルタ４０を駆動する指示（デイモード、ナイトモードおよび赤外撮影モードのいずれかを選択および設定する指示を含む）を出力する操作部材を含む。
【００６２】
カメラ本体４５は、イメージセンサ７の撮像素子により撮像された画像を、通信部４７を介して操作ユニット４６に送信する。ユーザは、カメラ本体４５で撮影された画像を表示部７５でモニタしながら、操作部７４を操作して所望の画角や倍率で被写体を撮影することができる。
【００６３】
＜絞りとズームレンズの位置関係＞
図４（ａ）はＷＩＤＥ端でのズームレンズ位置、図４（ｃ）はＴＥＬＥ端でのズームレンズ位置を示している。
【００６４】
第１ズームレンズ１６、第２ズームレンズ２１およびレンズ移動枠１７、２２はＷＩＤＥ端からＴＥＬＥ端に移動するのに伴い絞りユニット２０に近接または離間する。
【００６５】
ＷＩＤＥ端での光線７５ａの角度は、ＴＥＬＥ端の位置の光線７５ｃの角度と異なり、光軸方向における絞りユニット２０の位置７６と赤外透過フィルタ４０の位置７７を通過し、イメージセンサ７の撮像面７８に入射する。なお、撮像面７８への結像領域はいずれも同じ領域で結像される。
【００６６】
図４（ｂ）、（ｄ）は、ＷＩＤＥ端（ａ）、ＴＥＬＥ端（ｃ）における光軸方向の位置が絞りユニット２０の位置７６と赤外透過フィルタ４０の位置７７での絞り開口径と撮像面の有効撮像範囲の関係を示している。
【００６７】
絞りユニット２０の絞り羽根８０、８１により形成されるＷＩＤＥ端での絞り開口径は領域７９となり、ＴＥＬＥ端での絞り開口径は領域８４となる。
【００６８】
また、赤外透過フィルタ４０の位置７７での光線が通過する領域（光線領域）はＷＩＤＥ端では領域８２、ＴＥＬＥ端では領域８５である。イメージセンサ７の撮像面７８に入射することが必要な光線領域（画像として出力するのに必要な有効撮像範囲）は、画面のアスペクト比（例えば、１６：９）に対応し、ＷＩＤＥ端では領域８３、ＴＥＬＥ端では領域８６であり、短辺方向の長さは領域８２、８５の直径Ｐ、Ｓよりも短いＱ、Ｔとなる。よって、Ｐ、Ｓ、Ｑ、Ｔの長さの関係は長い順にＰ＞Ｑ、Ｓ＞Ｔ、Ｐ＞Ｓである。
【００６９】
実施形態１では、絞り開口径の大きさを変化させることで、絞りユニット２０の位置より前側のレンズ群を通過した入射光量を制御し、ズームレンズ１６、２１により有効通過範囲を制御して不要な迷光をカットすることができる。
【００７０】
図５は、絞り開口径とズーム倍率（ズームレンズ位置（有効撮像範囲））との関係を示している。
【００７１】
図５に示すように、ズームレンズ１６、２１の光軸方向の位置によって絞り開口径が異なっているため、赤外透過フィルタ４０の位置７７（図４（ａ）、（ｂ））での光線領域も同様の変化となり、図４（ｂ）、（ｄ）で示したようにイメージセンサ７の撮像面７８の有効撮像範囲にも差異が発生する。
【００７２】
次に、実施形態１のフィルタ切り替え機構における赤外透過フィルタ４０の移動距離について説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ナイトモード（図６（ａ））から赤外撮影モード（図６（ｂ））に切り替えられると、赤外透過フィルタ４０およびフィルタ枠４１が光路上に挿入された位置に移動する。
【００７３】
フィルタ枠４１は、後側固定枠３３に設けたフィルタ枠４１が移動時に接する面８７とセンサーホルダ４２に設けたフィルタ枠４１が移動時に接する面（不図示）の間に摺動可能な状態で保持され、フィルタ枠４１を光軸方向に位置決めしている。フィルタ枠４１のような摺動面を備えた部材は、動摩擦力を超える力が加えられたときに動き出すが、部材に摺動抵抗に起因する摩耗が発生する。摩耗が発生すると、摺動面に部材の材料が削ぎ落されたような摩耗粉が発生しやすい。摩耗粉は、摺動面にどのような外力が加わるかにもよるが、例えば、一定の力で擦れながら摺動すると、移動した距離（総移動距離）が長いほど、擦れた部分の負荷が大きくなるので摩耗粉が発生しやすい。つまり、総移動距離が長いほど摩耗粉の蓄積量は増加していくので、撮像面における摩耗粉が付着する範囲が広くなり、画質に影響を及ぼす可能性が高くなる。
【００７４】
このような状況は、フィルタ枠４１を駆動するアーム部３９ｃとアーム部３９ｃに当接する部材の間での関係でも同様である。また、総移動距離によって摩耗粉の蓄積量は増加していくので、一定の移動距離を繰り返し移動する往復動作でも同様となる。
【００７５】
このように実施形態１のフィルタ切り替え機構の場合、摩耗粉の蓄積量は移動距離に依存しやすいため、赤外撮影モードを頻繁に使用する場合は、摩耗粉が蓄積するまでのフィルタ枠４１の総移動距離に対する１回の切り替え動作での移動距離を短くする必要がある。
【００７６】
１回のフィルタ切り替え動作で必要となる移動距離を短縮し、摩耗粉の発生量を抑えることは、結果的に画質に影響を与えるほどに蓄積するまでの摩耗粉の蓄積量を抑えることになる。そのため、良好な画質を保持した状態での赤外透過フィルタ４０の切り替え可能な回数を増加させることになる。
【００７７】
実施形態１では、ズームレンズ１６、２１の位置に応じて変化するイメージセンサ７の撮像面７８の有効撮像範囲に応じて赤外透過フィルタ４０およびフィルタ枠４１を挿入位置または退避位置に移動させるときの移動量を必要最小限に抑えるように制御する。
【００７８】
図４（ｂ）、（ｄ）に示したように、イメージセンサ７の撮像面７８の有効撮像範囲における短辺方向の長さはＷＩＤＥ端よりもＴＥＬＥ端が相対的に短い。
【００７９】
図７（ａ）、（ｃ）は、従来の赤外撮影モードがオフの状態である退避位置からオンになった状態における、赤外透過フィルタ４０の位置と絞り開口径に応じた光線領域と撮像面の有効撮像範囲の位置関係を示している。赤外撮影モードがオンの状態において、赤外透過フィルタ４０が絞り開口径に応じた光線領域８２、８５と撮像面の有効撮像範囲８３、８６の全てを覆うように挿入位置に移動される。光線領域はＷＩＤＥ端では領域８２、ＴＥＬＥ端では領域８５である。
【００８０】
図７（ｂ）、（ｄ）は、実施形態１の赤外撮影モードがオフの状態である退避位置からオンになった状態の赤外透過フィルタ４０の位置と絞り開口径に応じた光線領域と撮像面の有効撮像範囲の位置関係を示している。赤外撮影モードがオンの状態において、赤外透過フィルタ４０が撮像面の有効撮像範囲の短辺方向（図７（ｂ）ではＰ、図７（ｄ）ではＳ）に移動し、有効撮像範囲のみを覆うように挿入位置に移動される。有効撮像範囲は、図７（ｂ）のＷＩＤＥ端では領域８３、図７（ｄ）のＴＥＬＥ端では領域８６である。
【００８１】
このように赤外透過フィルタ４０を挿入位置に移動する際の位置および移動量を制御することで、図７（ｂ）のＷＩＤＥ端の場合の移動距離は図７（ａ）に比べてＸだけ短くなる。同様に、図７（ｄ）のＴＥＬＥ端の場合の移動距離は図７（ｃ）に比べてＹだけ短くなる。これにより、摩耗の発生および蓄積が図７（ａ）、（ｃ）の場合よりも少なくできる。このような制御は、図８に示すように、ズームレンズ１６、２１の位置（ズーム倍率）と、赤外透過フィルタ４０およびフィルタ枠４１の挿入位置との関係を数値化したテーブルを予め作成し、制御パラメータとして記憶しておくことで実現可能である。
【００８２】
なお、実施形態１では赤外透過フィルタ４０を挿入位置に移動する例を説明したが、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように赤外透過フィルタ４０を退避させる場合においても同様である。この場合、ズームレンズ１６、２１の位置（ズーム倍率）が変更されずに、赤外撮影モードのオンまたはオフを自動で繰り返しながら監視したい場面とカメラの向きが予め設定された据え置き型のネットワークカメラに特に有効である。
【００８３】
図９（ｂ）、（ｄ）は、赤外撮影モードがオンの状態である挿入位置（図９（ａ）、（ｃ））からオフになった状態における、赤外透過フィルタ４０の位置と絞り開口径に応じた光線領域と撮像面の有効撮像範囲の位置関係を示している。赤外透過フィルタ４０の位置が撮像面の有効撮像範囲の短辺方向に、図９（ｂ）ではＱ、図９（ｄ）ではＴに相当する位置まで退避している。
【００８４】
このように赤外撮影モードがオンからオフに切り替えられたときにも赤外透過フィルタ４０の退避位置を制御することで、図９（ｂ）のＷＩＤＥ端の場合の移動距離は図９（ａ）の状態からＱだけで済む。同様に、図９（ｄ）のＴＥＬＥ端の場合の移動距離は図９（ｃ）の状態からＴだけで済む。
【００８５】
このようにフィルタ退避時の移動距離について、１回の切り替え動作での移動距離を短縮でき、摩耗粉の発生と蓄積を抑制することができる。
【００８６】
次に、図１０のフローチャートを参照して、実施形態１の赤外撮影モードにおける赤外透過フィルタの制御処理について説明する。なお、図１０の処理は、カメラ本体４５の制御部４８のＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより実現される。後述する図１５でも同様である。
【００８７】
赤外撮影モード設定処理を開始すると、Ｓ１０１において、制御部４８は、第１ズームレンズ駆動部５３および第２ズームレンズ駆動部５４から受信した検出結果から、現在の第１ズームレンズ１６または第２ズームレンズ２１の位置を算出する。
【００８８】
Ｓ１０２において、制御部４８は、赤外透過フィルタ駆動部５８から受信した検出結果から、現在の赤外透過フィルタ４０の位置を算出する。
【００８９】
Ｓ１０３において、制御部４８は、Ｓ１０１、Ｓ１０２で算出した現在の第１ズームレンズ１６または第２ズームレンズ２１の位置と現在の赤外透過フィルタ４０の位置を図１１に示すテーブルを参照して比較し、赤外透過フィルタ４０の移動位置を決定する。図１１に示すテーブルは、ズーム倍率に応じたズームレンズ１６、２１の位置と赤外透過フィルタ４０の位置とが関連付けられており、ズームレンズ１６、２１の駆動量は駆動量記憶部６１、６２に記憶され、赤外透過フィルタ４０の回転角度位置はフィルタ位置記憶部６８に記憶されている。
【００９０】
Ｓ１０４では、制御部４８は、Ｓ１０３で決定した赤外透過フィルタ４０の移動位置まで、赤外透過フィルタ４０を挿入または退避させる。
【００９１】
Ｓ１０５では、制御部４８は、Ｓ１０４で移動した赤外透過フィルタ４０の位置が図１１のテーブルで設定された位置にあるか否かを判定し、設定位置にあると判定した場合はＳ１０６に進み、設定位置にないと判定した場合は、Ｓ１０３に戻り、再度比較を行う。
【００９２】
Ｓ１０６では、制御部４８は、ズームおよびフィルタの設定処理を終了して画像取得を開始する。
【００９３】
赤外透過フィルタ４０の挿入位置または退避位置は、図１１に示すように、所定のズームレンズ位置以上の場合は段階的あるいは一定の値としてもよい。このような赤外透過フィルタ４０の移動位置の設定でも、例えば、どのようなズーム倍率でもＷＩＤＥ端、つまり、最も有効撮像範囲が大きいズーム倍率の赤外透過フィルタ４０の位置よりも移動距離を短縮することができる。よって、１回の切り替え動作でのフィルタの移動距離を短縮でき、摩耗粉の発生と蓄積を抑制することができる。
【００９４】
以上のような制御方法が有効となる監視カメラの適用例としては、カメラの向きとズーム倍率に応じたレンズ位置等の関係を予め設定しておき、パンまたはチルトさせて複数の撮影位置を１台のカメラで撮影するというプリセット設定と呼ぶ方法がある。これは、予め使用されるズームレンズ位置の範囲と撮影条件の時系列の順番がわかる場合には、実施形態１では赤外透過フィルタ４０の移動距離を最小限に設定できるからである。具体的には、パン、チルト、ズームのカメラのプリセット１の方角ではナイトモードで倍率がＷＩＤＥ側の条件の撮影であるが、プリセット２の方角では赤外撮影モードで倍率がＴＥＬＥ側の条件での撮影等である。
【００９５】
ここで、実施形態１におけるフィルタ枠４１の材質について説明する。
【００９６】
フィルタ枠４１と摺動する相手部材の材質は互いに摩擦係数が異なっていることが望ましい。ここではフィルタ枠４０の材質にポリアセタール材、後側固定枠３３に設けたフィルタ枠４１が摺動時に接する面８７とセンサーホルダ４２に設けたフィルタ枠４１が摺動時に接する面（不図示）はポリカーボネート材の組み合わせが望ましい。なお、フィルタ枠４０の材質にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材やポリエチレンフィルム、カーボン材や黒塗装処理した金属材を用いてもよい。
【００９７】
これらの材質による摩耗に対する効果については、同じ材質同士よりもフィルタ枠４０が後側固定枠３３に設けたフィルタ枠４１が摺動時に接する面８７とセンサーホルダ４２に設けたフィルタ枠４１が摺動時に接する面（不図示）と当接しても表面が摩耗しにくい状態となる。その結果、摩耗粉が発生するまでに摺動可能な総移動距離を長くできる。
【００９８】
本実施形態によれば、赤外透過フィルタ４０とフィルタ枠４１が絞りユニット２０とイメージセンサ７の間に挿入または退避され、かつ、ズームレンズ１６、２１の位置に応じて移動距離が制御される。これにより、摩耗粉が発生するまでの摺動可能な総移動距離を長くし、赤外撮影モードへの切り替え可能回数を増加することができる。
【００９９】
また、赤外透過フィルタ４０の位置は、所定のズーム位置以上の場合は段階的あるいは一定の値として記憶してもよい。よって、予めズームレンズ位置の範囲と撮影条件の時系列の順番がわかる場合には、赤外透過フィルタ４０の移動距離を最小限に設定でき、摩耗粉が発生するまでの総移動距離を長くすることができる。
【０１００】
さらに、赤外透過フィルタ４０とフィルタ枠４１が挿入または退避する位置に移動する距離がズームレンズ位置に応じて変化するメージセンサ７の撮像面の有効撮像範囲に応じて制御される。これにより、摩耗粉が発生するまでの摺動可能な総移動距離をさらに長くすることができる。
【０１０１】
また、フィルタ枠４１とフィルタ枠４１と摺動する相手部材の材質は互いに摩擦係数が異なっている。これにより、同じ材質同士より滑りやすくなり、摩耗粉が発生するまでの摺動可能な総移動距離を長くし、赤外撮影モードへの切り替え可能回数の増加することができる。
【０１０２】
［実施形態２］次に、図１２を参照して、実施形態２について説明する。
【０１０３】
実施形態１では、ズームレンズ位置に応じた光学フィルタの制御について説明した。実施形態２では、赤外透過フィルタ１４０を絞りユニット１２０に配置した例を説明する。実施形態２においても、実施形態１と同様の制御が可能である。
【０１０４】
フィルタ切り替え機構と配置以外の構成は、実施形態１と共通であるので説明は省略する。
【０１０５】
図１２は、実施形態２の赤外透過フィルタ１４０とフィルタ枠１４１の構成を示している。
【０１０６】
絞りユニット１２０には、赤外透過フィルタ駆動部１５８が設けられている。赤外透過フィルタ駆動部１５８は、ガルバノメータ１３９ｂおよび絞り羽根１２０ｂ、１２０ｃと係合するアーム（不図示）によって光軸に対して略垂直方向に絞りユニット１２０を駆動し、絞り羽根１２０ｂ、１２０ｃを光路上に対して近接または離間させる。絞りユニット１２０は、制御部４８の制御信号により絞り羽根１２０ｂ、１２０ｃにより形成された開口部１２０ｄの開口径の大きさを自在に変化させ、入射光量を調節することができる。
【０１０７】
赤外透過フィルタ１４０は、ガルバノメータ１３９ｂおよびフィルタ枠１４１と係合するアーム１３９ｃによって光軸に対して略垂直方向に駆動され、光路上に挿入または退避した位置に移動される。
【０１０８】
ガルバノメータ１３９ｂは、図示しないヨークとメータ内部のコイルにより磁場を発生させ、磁気により付勢される。
【０１０９】
また、赤外透過フィルタ駆動部１５８は、制御部４８の制御信号によりアーム１３９ｃの回転角度を変化させて、赤外透過フィルタ１４０を駆動する。
【０１１０】
このように、実施形態２によれば、絞りユニット１２０に赤外透過フィルタ切り替え部１５８を配置することができる。これにより、絞りユニット１２０の光線領域が、実施形態１のように絞りユニット２０とイメージセンサ７の間にある場合よりも小さい光学系であっても、赤外透過フィルタ１４０およびフィルタ枠１４１の移動距離を短縮できるので、摩耗粉の発生および蓄積に対して有利となる。なお、実施形態２では、赤外透過フィルタ１４０は、絞りユニット１２０の開口部１２０ｄを覆うことが必要となる。
【０１１１】
図１３は、ズームレンズ位置に応じた絞り開口径１２０ｄを示し、図中左から右への方向はズーム倍率が上がる方向である。この場合、ズーム倍率が上がるにつれて、ズーム位置ごとに絞り開口径の面積と有効撮像範囲の短辺方向の長さが異なるが、ズーム倍率がＷＩＤＥ端、つまり、絞り開口径が最も大きい状態からズーム倍率が変化開始している。
【０１１２】
このようにズーム倍率が上がる場合は絞り開口径が最も大きい状態で赤外透過フィルタ１４０とフィルタ枠１４１が覆う状態であるので、倍率が上がることで変化する絞り開口径の光線領域は既に覆われていることになる。つまり、赤外撮影モードがオンの状態でズーム倍率が上がる場合には、赤外透過フィルタ１４０とフィルタ枠１４１を移動する必要がなく、摩耗粉を発生させなくて済む。一方、図１４では、右から左への方向はズーム倍率が下がる方向であることを示している。この場合、ズーム倍率が下がるにつれて、ズーム位置ごとに絞り開口径の面積と有効撮像範囲の短辺方向の長さが異なる。よって、赤外撮影モードがオンの状態でズーム倍率が下がる場合には、赤外透過フィルタ１４０とフィルタ枠１４１を差分Ｚに対応する距離だけ移動させることで、移動距離を必要最小限にでき、摩耗粉の発生も最小限に抑えることができる。
【０１１３】
このように、赤外撮影モードがオンの状態でズーム倍率が上がる場合は、ズーム位置の変更開始時の赤外透過フィルタの位置で一定とし、ズーム倍率が下がる場合は、赤外透過フィルタ１４０の位置をズーム位置に応じて移動するように制御する。これにより、ズーム倍率に応じて、さらに不要な光学フィルタの移動距離を短縮することができる。
【０１１４】
次に、図１５のフローチャートを参照して、実施形態２の赤外撮影モードにおける赤外透過フィルタの制御処理について説明する。
【０１１５】
赤外撮影モード処理を開始すると、Ｓ２０１において、制御部４８は、第１ズームレンズ駆動部５３および第２ズームレンズ駆動部５４から受信した検出結果から、現在の第１ズームレンズまたは第２ズームレンズの位置を算出する。
【０１１６】
Ｓ２０２において、制御部４８は、赤外透過フィルタ駆動部５８から受信した検出結果から、現在の赤外透過フィルタの位置を算出する。
【０１１７】
Ｓ２０３において、制御部４８は、駆動量記憶部６１、６２に記憶されているズームレンズ１６、２１の駆動パルス数を読み出し、移動先の第１または第２ズームレンズ位置を算出する。
【０１１８】
Ｓ２０４において、制御部４８は、Ｓ２０１とＳ２０３で算出した現在の第１または第２ズームレンズ位置と移動先の第１または第２ズームレンズ位置との差分を算出する。
【０１１９】
Ｓ２０５では、制御部４８は、Ｓ２０４で算出した第１または第２ズームレンズ位置の差分はズーム倍率が上がる方向に対応するか否かを判定する。
【０１２０】
制御部４８は、Ｓ２０５でズーム倍率が上がる方向と判定した場合は処理終了し、ズーム倍率が下がる方向と判定した場合はＳ２０６に進み、不図示のテーブルを参照して現在のフィルタ位置と移動先のフィルタ位置を比較し、差分を算出する。
【０１２１】
Ｓ２０７において、制御部４８は、Ｓ２０６で算出したフィルタ位置の差分に対応する分だけ挿入位置に赤外透過フィルタ１４０を移動させる。
【０１２２】
Ｓ２０８では、Ｓ２０７で移動した赤外透過フィルタの位置が所定の位置か否かを判定する。
【０１２３】
制御部４８は、赤外透過フィルタの位置が所定の位置と異なると判定した場合はＳ２０４に戻り、以降の処理を繰り返す。
【０１２４】
また、制御部４８は、赤外透過フィルタの位置が所定の位置と判定した場合は、Ｓ２０９に進み、ズームおよびフィルタの設定処理を終了して画像取得を開始する。
【０１２５】
実施形態２のフィルタ切り替えによる赤外撮影モードでは、夜間で車が走行する状況で効果が高いと考えられるが、例えば市街地と山岳地での交通状況では様子が異なる。
【０１２６】
市街地では街灯などの光が多く、明るい条件が比較的多いが、山岳地では周囲が暗いので、撮影状況の明るさが異なる。
【０１２７】
暗い条件で明暗差が大きい場合には、画像合成や露出補正、暗部の輝度補正処理の画像処理を施し、明暗差を圧縮してハレーションを抑制することも考えられる。これは物理的なフィルタ切り替え動作を必要としないが、動体ブレなどが発生することもあるので、フィルタ切り替え処理と併用して状況に応じて使い分けることが望ましい。
【０１２８】
そこで、明暗差を圧縮する画像処理部を追加し、撮像画面の輝度に応じて、画像処理のみを行うか、赤外透過フィルタの切り替えを行うかを判定する処理を実施形態１、２に追加してもよい。
【０１２９】
このように画像処理を併用して赤外透過フィルタが必要な場合にのみフィルタの切り替えを行い、光学フィルタの切り替え動作の回数を削減することで、摩耗粉が蓄積するまでのフィルタ動作回数をできるだけ減らすことができる。これは、製品としての耐用年数を増やすことができる。
【０１３０】
本実施形態によれば、ズーム倍率が上がる場合はズーム位置変更開始時の赤外透過フィルタ１４０の位置で一定とし、ズーム倍率が下がる場合は赤外透過フィルタ１４０の位置はズーム位置ごとに異なるように制御する。
【０１３１】
これにより、ズーム倍率の上下に応じて、さらに不要な光学フィルタの移動距離を短縮することができる。
【０１３２】
また、明暗差を圧縮する画像処理部を追加し、撮像画面の輝度に応じて、画像処理のみを行うか赤外透過フィルタ１４０の切り替え動作を行うかを判定する。つまり、画像処理を併用して本当に赤外透過フィルタが必要な場合にのみ切り替え動作を行うことで、赤外透過フィルタの切り替え動作の回数を削減する。これにより、摩耗粉が蓄積するまでのフィルタ動作回数をできるだけ減らすことができ、摩耗粉が発生するまでの赤外撮影モードへの切り替え可能回数を増加させることができる。
【０１３３】
［他の実施形態］
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がプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１００…監視カメラ、７…イメージセンサ、１６…第１ズームレンズ、２０…絞りユニット、２１…第２ズームレンズ、２７…フォーカスレンズ、４６…操作ユニット、４８…制御部
【図１】
2020085965.tif 000003
【図２】
2020085965.tif 000004
【図３】
2020085965.tif 000005
【図４】
2020085965.tif 000006
【図５】
2020085965.tif 000007
【図６】
2020085965.tif 000008
【図７】
2020085965.tif 000009
【図８】
2020085965.tif 000010
【図９】
2020085965.tif 000011
【図１０】
2020085965.tif 000012
【図１１】
2020085965.tif 000013
【図１２】
2020085965.tif 000014
【図１３】
2020085965.tif 000015
【図１４】
2020085965.tif 000016
【図１５】
2020085965.tif 000017