(57)【要約】【課題】  小型化と構成の簡素化を図ることのできる撮像装置を得る。【解決手段】  入射する光に応じた信号を出力する撮像素子１の前面側に、可視光カットフィルタ２と赤外光カットフィルタ３とを設ける。可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３は、コイル５ａ，５ｂと磁石６からなる電磁アクチュエータで構成された切り替え機構４で駆動する。制御部７は、操作部８から撮影モードの切り替え指示があった場合、対応する撮影モードとなるよう、切り替え機構４に切り替え制御信号を送出する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光に応じた信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子の前面に配置された透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタと、
前記複数の光学フィルタを電磁アクチュエータで切り替える切り替え機構と、
前記切り替え機構に対して切り替え指示を行う制御部とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタは、可視光カットフィルタと赤外光カットフィルタで構成されていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
制御部は、
撮像素子に入射する光の量が少ない場合は、可視光カットフィルタを前記撮像素子の前面に位置させ、光の量が多い場合は、赤外光カットフィルタを前記撮像素子の前面に位置させるよう切り替え機構を制御することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、単一の撮像素子と、その前面に配置された透過波長の異なる複数の光学フィルタを用いて、例えば、通常撮影と暗視撮影とを切り替え、昼夜問わずに撮影が可能な撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空港や電力施設等の管理区域への侵入者の検知や自然動物の生態調査では、赤外線センサを用いた撮像装置によって、侵入者や侵入物の検知や撮像画像による監視等が行われている。
【０００３】
従来、このような監視を行うための撮像装置として、例えば、撮像素子の前面に、赤外光カットフィルタと可視光カットフィルタを並べて配置し、それぞれ可視光域にピーク感度を持つ受光素子と、赤外光域にピーク感度を持つ受光素子の出力に基づいて、フィルタ変更装置によって赤外光カットフィルタと可視光カットフィルタとを回転駆動し、対象物の反射光の波長域に応じたフィルタを選択するようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８４１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の撮像装置では、被写体反射光の波長域に応じたフィルタ選択を行うため、受光素子や信号処理装置等を設ける必要があり、また、フィルタの変更も回転駆動により行うため、撮像装置自体の規模が大きくなり、設置場所が限定されるという問題があった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小型化と構成の簡素化を図ることのできる撮像装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る撮像装置は、入射する光に応じた信号を出力する撮像素子の前面に、透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタを設け、この複数の光学フィルタを電磁アクチュエータを用いた切り替え機構によって切り替えるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の撮像装置は、透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタを、電磁アクチュエータを用いた切り替え機構で切り替えるようにしたので、光学フィルタを切り替え可能な撮像装置として小型化と構成の簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による撮像装置を示す構成図である。
図において、撮像装置は、撮像素子１、可視光カットフィルタ２、赤外光カットフィルタ３、切り替え機構４、制御部７、操作部８からなる。撮像素子１は、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）といった入射する光に応じた電気信号を出力する素子である。可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３は透過波長帯域が異なる光学フィルタであり、撮像素子１の前面側にそれぞれが隣接するよう設けられており、撮像素子１はこの可視光カットフィルタ２または赤外光カットフィルタ３を介して受光するよう構成されている。可視光カットフィルタ２は、可視光領域の光をカットし、赤外光領域の光のみを透過する特性を有している。また、赤外光カットフィルタ３は、赤外光領域の光をカットし、可視光領域の光を透過させる特性を有している。
【００１０】
切り替え機構４は、電磁アクチュエータによって可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３を撮像素子１と平行方向に駆動し、撮像素子１に入射される光の種類を切り替えるための機構であり、コイル５ａ，５ｂと磁石６から構成されている。コイル５ａは撮像装置本体の可視光カットフィルタ２側に設けられたコイルであり、コイル５ｂは赤外光カットフィルタ３側に設けられたコイルである。磁石６は、可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３に固定された磁石であり、コイル５ａ，５ｂへの通電状態によって、可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３を駆動するよう構成されている。即ち、コイル５ａ，５ｂによる磁束を変化させ、磁石６の吸着位置を移動させることでフィルタ全体を駆動するよう構成されている。制御部７は、撮像装置全体の制御を司る機能部であり、操作部８からの撮影モード選択指示に基づき、切り替え機構４に対して切り替え制御信号を送出する機能を有している。操作部８は、通常撮影モードと暗視撮影モードの切り替えを行うためのスイッチ等からなるものである。
【００１１】
図２は、撮像装置としての光学系および制御系の構成と可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３の切り替え状態を示す説明図であり、（ａ）は可視光カットフィルタ２を選択した場合、（ｂ）は赤外光カットフィルタ３を選択した場合を示している。
これらの図において、レンズ９は、可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３の前面側に設けられ、撮像素子１上に被写体の像を結像させるためのレンズである。また、ＡＦＥ／ＴＧ１０は、アナログフロントエンド／タイミングジェネレータであり、撮像素子１からのアナログ画像信号を、画像処理ＤＳＰ１２で処理するためのデジタル画像信号に変換したり、タイミング調整を行うためのモジュールである。フィルタ切り替え用ドライバ１１は、切り替え機構４を駆動するためのドライバであり、図１における制御部７の切り替え制御機能を実現するものである。尚、図２では切り替え機構４の図示は省略している。画像処理ＤＳＰ１２は、ディジタル信号処理専用プロセッサであり、電源ドライバ１３は、撮像装置への電源を供給するための電源部である。また、撮像装置として、可視光カットフィルタ２および赤外光カットフィルタ３が切り替えられても、これらフィルタの収納スペースを確保できるよう、撮像素子１は中心部に配置されている。
【００１２】
次に、このように構成された撮像装置の動作について説明する。
図３は、実施の形態１のフィルタ切り替え動作を示すフローチャートである。
操作部８からの撮影モード切り替え指示があった場合（ステップＳＴ１、ＳＴ２）、制御部７は、対応するモードに応じてアクチュエータの駆動信号を切り替え機構４に対して出力する（ステップＳＴ３、ＳＴ４）。即ち、ステップＳＴ２において、通常撮影モードが選択された場合は、赤外光カットフィルタ３が撮像素子１の前面に位置するよう制御信号を出力する（ステップＳＴ３）。
【００１３】
一方、ステップＳＴ２において、暗視撮影モードが選択された場合は、可視光カットフィルタ２が撮像素子１の前面に位置するよう制御信号を出力する（ステップＳＴ４）。これにより、コイル５ａ，５ｂに対応する電流が流れ、磁石６が所望の方向に駆動されて可視光カットフィルタ２または赤外光カットフィルタ３が撮像素子１の前面位置まで移動する。即ち、ステップＳＴ３による制御が行われた場合は、図２（ｂ）に示すように、赤外光カットフィルタ３が撮像素子１の前面に位置し、ステップＳＴ４による制御が行われた場合は、図２（ａ）に示すように可視光カットフィルタ２が撮像素子１の前面に位置することになる。
【００１４】
そして、ステップＳＴ３による制御が行われた場合は、赤外光カットフィルタ３による撮影、即ち通常撮影モードでの撮影が行われ（ステップＳＴ５）、ステップＳＴ４による制御が行われた場合は、可視光カットフィルタ２による撮影、即ち暗視撮影モードでの撮影が行われる（ステップＳＴ６）。また、撮像素子１からは、これらの撮影モードに対応した画像出力がなされる（ステップＳＴ７）。
【００１５】
以上のように、実施の形態１の撮像装置によれば、入射する光に応じた信号を出力する撮像素子と、撮像素子の前面に配置された透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタと、複数の光学フィルタを電磁アクチュエータで切り替える切り替え機構と、切り替え機構に対して切り替え指示を行う制御部とを備えたので、光学フィルタを切り替え可能な撮像装置として小型化と構成の簡素化を図ることができる。例えば、車の前方確認用のカメラや、小型の監視カメラ等で利用するための撮像装置に要求される設置場所が限定されない小型のモジュールを実現することができる。
【００１６】
また、実施の形態１の撮像装置によれば、透過波長帯域の異なる複数の光学フィルタは、可視光カットフィルタと赤外光カットフィルタで構成されているので、更に、通常撮影と暗視撮影を簡単な構成で実現することができる効果がある。
【００１７】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２の撮像装置の構成図である。
図示の撮像装置は、撮像素子１、可視光カットフィルタ２、赤外光カットフィルタ３、切り替え機構４（コイル５ａ，５ｂおよび磁石６）、制御部７ａからなる。ここで、実施の形態２では、制御部７ａの構成として、撮像素子１の出力に基づいて切り替え機構４への切り替え制御を行うようにしたことが実施の形態１とは異なる点である。即ち、制御部７ａは、撮像素子１に入射する光の量が少ない場合は、可視光カットフィルタ２を撮像素子１の前面に位置させ、光の量が多い場合は、赤外光カットフィルタ３を撮像素子１の前面に位置させるよう切り替え機構４を制御するものである。これ以外の構成は、実施の形態１と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
次に、実施の形態２の動作について説明する。
図５は、実施の形態２の動作を示すフローチャートである。
制御部７ａは、撮像素子１の出力と比較するための閾値を有しており、撮像装置として動作している場合は、撮像素子１の出力の値とこの閾値とを比較している（ステップＳＴ１１）。尚、この閾値は撮像装置の運用条件等により適宜決定されるものである。ステップＳＴ１１において、撮像素子１の出力が閾値を超えている場合、制御部７ａは、切り替え機構４に対して、赤外光カットフィルタ３が撮像素子１の前面に位置するよう制御信号を出力する（ステップＳＴ１２）。一方、ステップＳＴ１１において、撮像素子１の出力が閾値以下であった場合、制御部７ａは、可視光カットフィルタ２が撮像素子１の前面に位置するよう制御信号を出力する（ステップＳＴ１３）。
【００１９】
ステップＳＴ１２において、赤外光カットフィルタ３が選択される制御信号が出力された場合は、この赤外光カットフィルタ３を介した撮影が行われ（ステップＳＴ１４）、ステップＳＴ１３において、可視光カットフィルタ２が選択される制御信号が出力された場合は、可視光カットフィルタ２を介した撮影が行われる（ステップＳＴ１５）。即ち、撮像素子１に入射する光の量が多い場合（周辺が明るい場合）には、通常撮影モードで撮影が行われ、撮像素子１に入射する光の量が少ない場合（周辺が暗い場合）には、暗視撮影モードに切り替わる。
その後は、それぞれの撮影モードによる撮影が行われ、撮像素子１から画像信号が出力される（ステップＳＴ１６）。
【００２０】
以上のように、実施の形態２の撮像装置によれば、制御部は、撮像素子に入射する光の量が少ない場合は、可視光カットフィルタを撮像素子の前面に位置させ、光の量が多い場合は、赤外光カットフィルタを撮像素子の前面に位置させるよう切り替え機構を制御するようにしたので、実施の形態１の効果に加えて、自動で通常撮影モードと暗視撮影モードの切り替えが行え、例えば、昼夜を問わずに使用可能な無人の監視カメラ装置といった装置を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施の形態１による撮像装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による撮像装置のフィルタの切り替え状態を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による撮像装置のフィルタ切り替え動作を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１における他方のデバイスの読取部および操作部の一例を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２による撮像装置のフィルタ切り替え動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２２】
１  撮像素子、２  可視光カットフィルタ、３  赤外光カットフィルタ、４  切り替え機構、５ａ，５ｂ  コイル、６  磁石、７，７ａ  制御部、９  レンズ。
【図１】
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【図２】
2006222554.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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