(57)【要約】【課題】撮像装置における好適なフォーカス制御を可能とする。【解決手段】撮像装置は、撮像光学系と、撮像光学系の結像位置を調整するフォーカス手段と、撮像光学系により結像した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、撮像手段に入射する光の波長領域を制御するフィルタ手段と、撮像手段により得られた電気信号から被写体像の輝度値を取得する輝度取得手段と、を有する。フィルタ手段は、互いに異なる少なくとも３つの波長特性を切り替え可能に構成される。フォーカス手段は、少なくとも３つの波長特性それぞれに対して取得された少なくとも３つの輝度値に基づいて、撮像光学系の結像位置を調整する。【選択図】図６
2019204020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系と、
前記撮像光学系の結像位置を調整するフォーカス手段と、
前記撮像光学系により結像した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段に入射する光の波長領域を制御するフィルタ手段と、
前記撮像手段により得られた電気信号から前記被写体像の輝度値を取得する輝度取得手段と、
を有し、
前記フィルタ手段は、互いに異なる少なくとも３つの波長特性を切り替え可能に構成されており、
前記フォーカス手段は、前記フィルタ手段による前記少なくとも３つの波長特性それぞれに対して前記輝度取得手段により取得された少なくとも３つの輝度値に基づいて、前記撮像光学系の結像位置を調整する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記フォーカス手段は、前記少なくとも３つの輝度値に基づいて、近赤外の波長領域において互いに異なる波長を有する少なくとも２つの赤外照明を識別し、該識別した赤外照明の波長に基づいて前記撮像光学系の結像位置を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記少なくとも３つの波長特性は、
可視光の波長領域を透過し近赤外の波長領域を透過しない第１の波長特性と、
可視光及び近赤外の波長領域を透過する第２の波長特性と、
近赤外の一部の波長領域のみ透過する第３の波長特性と、
を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記フィルタ手段は、
前記第１の波長特性を有する第１フィルタと前記第２の波長特性を有する第２フィルタと前記第３の波長特性を有する第３フィルタを略同一平面上に配置したフィルタホルダと、
前記第１フィルタと前記第２フィルタと前記第３フィルタとの何れか１つが前記撮像光学系の光路に挿入されるように前記フィルタホルダを移動する駆動手段と、
を有し、
前記第３フィルタは、前記第１フィルタと前記第２フィルタとの間に配置される
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記輝度取得手段は、前記駆動手段が前記フィルタホルダを移動している間に、前記撮像光学系の光路に前記第１フィルタを挿入した場合に得られる第１輝度値、前記第３フィルタを挿入した場合に得られる第３輝度値及び前記第２フィルタを挿入した場合に得られる第２輝度値の順で連続的に輝度値を取得する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記フォーカス手段は、前記第２輝度値から前記第１輝度値及び前記第３輝度値を差し引いた輝度値と、前記第３輝度値と、の比の値に基づいて、前記少なくとも２つの赤外照明を識別する
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記輝度取得手段は、前記フィルタ手段が波長特性を切り替える際に、前記少なくとも３つの輝度値を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像装置は、複数の撮影対象を巡回して撮影する機能を有し、
前記輝度取得手段は、前記機能により撮影対象を切り替える際に、前記フィルタ手段を制御し、前記少なくとも３つの輝度値を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像装置は、タイマーを有し、
前記輝度取得手段は、前記タイマーにおいて予め設定された時刻が到来した際に、前記フィルタ手段を制御し、前記少なくとも３つの輝度値を取得する
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置は、
撮像光学系と、
前記撮像光学系の結像位置を調整するフォーカス手段と、
前記撮像光学系により結像した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段に入射する光の波長領域を制御するフィルタ手段と、
前記撮像手段により得られた電気信号から前記被写体像の輝度値を取得する輝度取得手段と、
を有し、
前記制御方法は、
前記フィルタ手段が、互いに異なる少なくとも３つの波長特性を切り替える切り替え工程と、
前記輝度取得手段が、前記少なくとも３つの波長特性に対する少なくとも３つの輝度値を取得する取得工程と、
前記フォーカス手段が、前記少なくとも３つの輝度値に基づいて、前記撮像光学系の結像位置を調整する調整工程と、
を含む
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置におけるフォーカス制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人間の目は、可視域といわれる３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長の光に対して感度を有しているが波長ごとに感度が異なるという特性を有している。そして、７００ｎｍより長い波長の光に対しては殆ど感度を有さない。一方、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子は、赤外領域（近赤外領域）を含む広い波長領域に感度を有している。そこで、撮像装置の色再現性を人間の色覚特性に合わせるために、撮像素子の前に赤外光除去フィルタ（ＩＲＣＦ）を設ける場合がある。ＩＲＣＦは、可視光領域の光を通過させ赤外領域の光を通過させない視感度補正用のフィルタである。
【０００３】
ところで、被写体輝度が低下する夜間などの低照度下において撮影するにあたっては、ＩＲＣＦを光路から取り除き感度を上昇させる手法がしばしば取られる。ただし、一般的な撮影レンズにおいては光の波長に応じて結像位置が変化する（軸上色収差と呼ばれる）。そのため、ＩＲＣＦを光路に入れた状態で可視光領域の像に対してピントを合わせ、その状態からＩＲＣＦを取り除くと赤外領域の像に対してはピントがずれた状態となる。
【０００４】
そこで、特許文献１では、光路にフィルタを入れた状態と外した状態との２つの状態において撮像素子により輝度を取得する。そして、２つの状態において得られた輝度の差に基づいてピント位置調整の補正を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２５８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、一般的な撮影レンズにおいては、赤外領域での波長の変化に依存した結像位置の変化は、可視光領域での波長の変化に依存した結像位置の変化よりも大きい。しかしながら、特許文献１で開示されている技術においては、可視光の輝度と赤外光の輝度の比較は出来るが、赤外領域のどの波長の光が多く含まれるかの判断をすることは出来ない。そのため、外部照明として異なる波長の複数の赤外照明が利用される場合、適切なフォーカス制御が出来ない場合がある。一方、赤外領域も含めた広い波長領域に対して軸上色収差を低減した撮影レンズを作成しようとすると、撮影レンズの巨大化や製造コストの増大と言う課題が生じる。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、撮像装置における好適なフォーカス制御を可能とする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題点を解決するため、本発明に係る撮像装置は以下の構成を備える。すなわち、撮像装置は、
撮像光学系と、
前記撮像光学系の結像位置を調整するフォーカス手段と、
前記撮像光学系により結像した被写体像を電気信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段に入射する光の波長領域を制御するフィルタ手段と、
前記撮像手段により得られた電気信号から前記被写体像の輝度値を取得する輝度取得手段と、
を有し、
前記フィルタ手段は、互いに異なる少なくとも３つの波長特性を切り替え可能に構成されており、
前記フォーカス手段は、前記フィルタ手段による前記少なくとも３つの波長特性それぞれに対して前記輝度取得手段により取得された少なくとも３つの輝度値に基づいて、前記撮像光学系の結像位置を調整する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像装置における好適なフォーカス制御を可能とする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】フィルタホルダと撮像素子との配置関係の例を説明する図である。
【図３】光の波長とフォーカス位置との関係を示す図である。
【図４】赤外照明の分光特性を示す図である。
【図５】第１実施形態におけるフォーカス制御のフローチャートである。
【図６】第２実施形態におけるフォーカス制御のフローチャートである。
【図７】第３実施形態におけるフォーカス制御のフローチャートである。
【図８】各フィルタと撮像素子との配置関係の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態の一例を詳しく説明する。なお、以下の実施の形態はあくまで例示であり、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（第１実施形態）
本発明に係る撮像装置の第１実施形態として、ＩＲＣＦを使用するデイモード及びＩＲＣＦを使用しないナイトモードを撮影モードとして有する撮像装置を例に挙げて以下に説明する。
【００１３】
＜デイモード及びナイトモード＞
一般的な撮像素子は、可視光の波長範囲よりも広い波長範囲に対して感度を有している。そのため、被写体輝度が低下する低照度下においてＩＲＣＦを光路から取り除き、赤外領域の光を通過させることにより感度を上昇させる手法がとられる。
【００１４】
例えば、日中にＩＲＣＦを光路に挿入して撮影するデイモードと、夜間にＩＲＣＦを光路から取り外して撮影するナイトモードと、の２つのモードを切り替えて撮影を行う赤外／可視共用カメラ等の撮像装置が利用されている。なお、赤外領域の光を通過させると、色バランスが崩れるため、ナイトモードでは白黒画像として撮影を行う場合もある。モードの切り替え方法として、オートデイナイト（ＡＤＮ）と呼ばれる、自動でデイモード及びナイトモードの切り替えを行う機能が利用される場合もある。例えば、カメラのシャッタスピード、絞り値、ＡＧＣ（自動利得調整）、画面輝度などを基に切り替えが行われる。
【００１５】
また、夜間など撮影対象が低照度である場合には外部照明を用いる場合がある。そして、人間の目では見えない波長の光である赤外光を用いる赤外照明を用いナイトモードで撮影する需要が高まりつつある。ただし、一般的な撮影レンズにおいては光の波長に依存して結像位置が変化し赤外領域ではその変化が大きい。そのため、赤外照明を用いナイトモードで撮影する場合、赤外照明における光の波長に依存してピントがぼけてしまうことがある。そのため、赤外領域においてどの波長の光がより多く含まれるかを判断してフォーカス制御を行うことが望まれる。
【００１６】
＜装置構成＞
図１は、第１実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。撮像装置は、撮像光学系や撮像素子を含み映像信号を出力するレンズ鏡筒１６の部分と、レンズ鏡筒１６の各部を制御する部分と、を含む。
【００１７】
具体的には、レンズ鏡筒１６は、ズームレンズ１、フォーカスレンズ２、フィルタホルダ３、撮像素子４、撮像素子制御回路９、映像信号処理回路１０、映像信号出力回路１１、を含む。ここで、フィルタホルダ３は、赤外光除去フィルタ（ＩＲＣＦ）３１、ダミーガラス３２、バンドパスフィルタ３３を保持している。また、レンズ鏡筒１６は、ズームレンズ１を駆動するズーム駆動モータ５、フォーカスレンズ２を駆動するフォーカス駆動モータ６、フィルタホルダ３を駆動するフィルタ（Ｆ）駆動モータ７を含む。また、撮影方向を変更するため、レンズ鏡筒１６はパンチルト（ＰＴ）駆動モータ８に接続されている。
【００１８】
また、レンズ鏡筒１６の各部を制御する部分として、上述の各モータの動作を制御する、パンチルト駆動モータドライバー１２、フィルタ駆動モータドライバー１３、フォーカスモータドライバー１４、ズームモータドライバー１５が配置される。更に、輝度値算出回路１７、カメラ制御回路１８、メモリ１９、操作スイッチ２０が配置される。
【００１９】
ズーム駆動モータ５は、ズームモータドライバー１５の制御信号に基づいてズームレンズ２の光軸方向の移動を行う。フォーカス駆動モータ６は、フォーカスモータドライバー１４の制御信号に基づいてフォーカスレンズ２の光軸方向の移動を行う。フィルタ駆動モータ７は、フィルタ駆動モータドライバー１３の制御信号に基づいてフィルタホルダ３の移動を行い、光路におけるＩＲＣＦ３１、ダミーガラス３２、バンドパスフィルタ３３の切り替えを行う。詳細については図２を参照して後述する。パンチルト駆動モータ８は、パンチルト駆動モータドライバー１２の制御信号に基づいてレンズ鏡筒１６のパン方向及びチルト方向の向きを制御し撮影方向を変更する。
【００２０】
カメラ制御回路１８は、ズームモータドライバー１５、フォーカスモータドライバー１４、フィルタ駆動モータドライバー１３及びパンチルト駆動モータドライバー１２に制御信号を出力する。また、カメラ制御回路１８は、輝度算出回路１７による輝度算出を制御する。
【００２１】
メモリ１９は、各種制御に関わる様々な情報を記憶する。例えば、各モータの制御状態に基づきカメラ制御回路１８を通じて、現在の、レンズ鏡筒１６のパンチルト位置、フィルタホルダ３の位置、ズームレンズ１の位置、フォーカスレンズ２の位置がメモリ１９に記憶される。また、波長に応じたフォーカス補正量（可視光におけるフォーカス位置との差分）がメモリ１９に記憶される。フォーカス補正量については、図３を参照して後述する。更に、メモリ１９は、１以上の撮影対象の撮影条件をプリセット設定値として記憶している。プリセット設定値には、撮影対象ごとの、撮影方向（パンチルト位置）、ズーム倍率（ズーム位置）、フォーカス位置が含まれる。
【００２２】
操作スイッチ２０は、ユーザーから撮像装置に係る操作及び設定を受け付けるスイッチである。例えば、ズーム、フォーカス、撮影モード、パンチルトの変更を受け付けることが出来る。また、プリセット巡回機能の設定も受け付ける。
【００２３】
なお、プリセット巡回機能とは、複数の撮影対象を巡回して撮影する機能である。例えば、上述のプリセット設定値により各撮影対象を設定し、撮影順番、滞在時間などの情報を合わせて設定することにより巡回設定が管理可能である。巡回設定に従ってパンチルト、ズーム、フォーカスの駆動を行い、撮影対象を巡回しながら撮影する。この巡回設定によるプリセット巡回を所定の間隔で繰り返すことで、ユーザーは複数の撮影対象の画像を１台のカメラを用いて定期的に取得することができる。
【００２４】
プリセット巡回では、一般には、マニュアルフォーカス（ＭＦ）モードに設定される。ＭＦモードとは、プリセット設定値に含まれるフォーカス位置に基づくフォーカス制御のみ行い、被写体の変化に伴う適応的なフォーカス追従はしないモードである。ただし、被写体の変化に伴う適応的なフォーカス追従を行うオートフォーカス（ＡＦ）モードを設定することも可能である。
【００２５】
撮像素子４は、入射した被写体像を電気信号に変換し、撮像素子制御回路９内のＡ／Ｄ変換部にてアナログ信号からデジタル信号へ変換される。その後、映像信号処理回路１０にて各種信号処理がなされた後、カラー又は白黒の映像信号として映像信号出力回路１１より出力される。輝度算出回路１７は、映像信号処理回路１０から出力された映像信号に基づいて被写体画像の輝度値を算出する。
【００２６】
カメラ制御回路１８は、上述のデイモード及びナイトモードの何れの撮影モードで撮影を行うかを判定する撮影モード判定機能を有している。更に、カメラ制御回路１８は、フィルタホルダ３を移動させ、ＩＲＣＦ３１、ダミーガラス３２、バンドパスフィルタ３３それぞれが光路に配置された際に輝度値算出回路１７により得られた輝度値を保持し比較する機能を有している。詳細については図２及び図５を参照して後述する。
【００２７】
図２は、フィルタホルダと撮像素子との配置関係の例を説明する図である。具体的には、フィルタホルダ３及び撮像素子４の撮像面を光軸に沿った正面から観察した状態を示している。図２において、撮像素子４において撮像に用いる画素の範囲を撮影画素範囲４ａとして示しており、後述する輝度取得に用いる画素の範囲を輝度取得範囲４ｂとして示している。撮影画素範囲４ａと光軸との交点３４は、撮影画素範囲４ａの中心にある。
【００２８】
フィルタホルダ３には３つの開口部が配置され、ＩＲＣＦ３１、ダミーガラス３２、バンドパスフィルタ３３が略同一平面上に取り付けられている。フィルタホルダ３は、フィルタ駆動モータ７により光軸と略垂直な方向（図２に示す３５に沿って）に直線的に移動される。なお、円周上に３つの開口部を有する円盤状のフィルタホルダ３を用いてもよい。その場合、フィルタホルダ３はフィルタ駆動モータ７により回転移動させられ、それによりＩＲＣＦ３１、ダミーガラス３２、バンドパスフィルタ３３が切り替えられることになる。
【００２９】
なお、ここでは、撮像素子４は３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の光に感度を有しているとする。また、ＩＲＣＦ３１は、３８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光を透過する特性を有する。ダミーガラス３２は、３８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長の光を透過する特性を有する。バンドパスフィルタ３３は、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長の光を透過する特性を有する。すなわち、バンドパスフィルタ３３は、ダミーガラス３２が透過する近赤外の波長領域のうちの一部の波長領域のみ透過するよう構成されている。
【００３０】
図２（ａ）は、デイモードでのフィルタホルダ３の位置を示しており、光路にＩＲＣＦ３１が入っている状態である。図２（ａ）で示すデイモード状態では輝度取得範囲４ｂはＩＲＣＦ３１で覆われており、３８０ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光が輝度取得範囲４ｂに入射可能な状態である。
【００３１】
図２（ｂ）は、ナイトモードでのフィルタホルダ３の位置を示しており、光路にダミーガラス３２が入っている状態である。図２（ｂ）で示すナイトモード状態では輝度取得範囲４ｂはダミーガラス３２で覆われており、３８０ｎｍ〜２５００ｎｍの波長の光が輝度取得範囲４ｂに入射可能な状態である。ただし、撮像素子の感度特性により、３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の光に対する輝度が算出される。
【００３２】
図２（ｃ）は、デイモードとナイトモードの切り替わり途中におけるフィルタホルダ３の位置を示している。図示されるように、輝度取得範囲４ｂはバンドパスフィルタ３３で覆われており、７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長の光が輝度取得範囲４ｂに入射可能な状態である。
【００３３】
フィルタ駆動モータ７によりフィルタホルダ３を移動することにより、上述の３つ輝度取得状態を連続的に切り替えることが可能である。なお、ＩＲＣＦ３１、ダミーガラス３２及びバンドパスフィルタ３３の厚さ及び屈折率は略同一であり、切り替わっても光路長が変わらないようになっている。
【００３４】
図３は、光の波長とフォーカス位置との関係を示す図である。なお、フォーカス位置とは、撮影像が撮像素子に合焦するフォーカスレンズの位置である。図示するように、波長に依存してフォーカス位置は変化する。特に７００ｎｍ以上の赤外領域では波長が長くなるに従いフォーカス位置の変化量が大きくなっている。これは撮影レンズの軸上色収差による影響である。
【００３５】
上述したように、デイモード時は３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長の光のみだが、ナイトモード時は３８０ｎｍ〜２５００ｎｍの範囲の波長の光が撮像素子４に入射可能である。撮像素子４の感度は３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲であるため、撮像素子４は、デイモード時は３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲、ナイトモード時は３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の波長の光で撮像を行うことになる。従って、ナイトモード時では撮影画像に含まれる波長によって適切なピントが得られるフォーカス位置が異なる可能性が有る。そこで、波長に応じたフォーカス補正量を予めメモリ１９に記憶しておく。
【００３６】
図４は、赤外照明の分光特性を示す図である。図４（ａ）は８００ｎｍ近傍にピークを持つ第１の照明のものであり、図４（ｂ）は９５０ｎｍ近傍にピークを持つ第２の照明のものである。
【００３７】
ＩＲＣＦ３１が光路に入ったデイモード時においては７００ｎｍ以上の波長はカットされる。そのためで、第１の照明または第２の照明にて被写体を照らしてもこの波長成分は撮像素子において受光されず、これらの波長成分の輝度は殆ど無い。一方、ダミーガラス３２が光路に入ったナイトモード時においては、第１の照明または第２の照明にて被写体を照らすとこれらの波長成分は撮像素子で受光され、これらの波長成分の輝度は高くなる。その為、赤外照明下では、ＩＲＣＦ３１が入った時とダミーガラス３２が入った時の輝度値が著しく変化することになるので、その変化の割合が大きければ赤外成分の光が入ってきたと判断することができる。
【００３８】
しかし、ＩＲＣＦ３１とダミーガラス３２のそれぞれを光路に入れた際の輝度値変化のみからでは、８００ｎｍ近傍にピークを持つ第１の照明か９５０ｎｍ近傍にピークを持つ第２の照明に照らされているかを判断できない。そこで、第１実施形態では、バンドパスフィルタ３３を光路に入れた際の輝度値を更に判断に加えることで、撮影画像に含まれる波長成分をより詳細に判断する。
【００３９】
第１の照明により被写体が照らされている状態で、バンドパスフィルタ３３が光路に掛かった時には第１の照明の波長成分は撮像素子に入射し受光される。一方、第２の照明により被写体が照らされている状態で、バンドパスフィルタ３３が光路に掛かった時には第２の照明の波長成分は撮像素子に入射しない。従って、バンドパスフィルタ３３が光路に掛かった時の輝度値とダミーガラス３２が光路に掛かった時の輝度値の変化を見れば第１の照明か第２の照明のどちらに照らされているのかが識別できる。
【００４０】
よって、デイモードからナイトモードに切り替わる時に、ＩＲＣＦ３１、バンドパスフィルタ３３、ダミーガラス３２のそれぞれが光路に掛かった時の輝度値を比較する。それにより、撮影画像においてどの波長成分の光がより多く含まれるかを判断することが出来る。その結果、より多く含まれる波長成分に対応するフォーカス位置に補正することでピントずれの少ない撮影が可能となる。
【００４１】
＜装置の動作＞
図５は、第１実施形態におけるフォーカス制御のフローチャートである。ここでは、デイモードからナイトモードへの切り替えをトリガに、輝度値の取得及びフォーカス位置の補正を行う形態について説明する。
【００４２】
Ｓ１０１では、カメラ制御回路１８は、デイモードからナイトモードへの切り替え信号が入力されたか否かを判定する。入力されたと判断するとＳ１０２に進む。Ｓ１０２では、カメラ制御回路１８は、フォーカスがオートフォーカス（ＡＦ）モードに設定されているかマニュアルフォーカス（ＭＦ）モードに設定されているかを判定する。ＭＦモードであればＳ１０３に進み、ＡＦモードであれば処理を終了する。すなわち、ＡＦモードであれば、受光した画像に基づいて適応的にフォーカス制御が行われるからである。
【００４３】
Ｓ１０３では、カメラ制御回路１８は、デイモード（即ちＩＲＣＦ３１が光路に挿入された状態）での輝度値Ｙ１を読み込み、Ｓ１０４では、カメラ制御回路１８は、フォーカス位置を読み込む。Ｓ１０５では、カメラ制御回路１８は、フィルタ駆動信号によりフィルタ駆動モータの駆動によりフィルタホルダ３を光軸に対して略垂直方向に駆動開始する。
【００４４】
Ｓ１０６では、カメラ制御回路１８は、バンドパスフィルタ３３が光路に掛かった状態での輝度値Ｙ３を読み込む。すなわち、フィルタホルダ３を駆動している途中、フィルタホルダ３に取り付けられたバンドパスフィルタ３３が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを通過するタイミングで輝度値Ｙ３を取得する。Ｓ１０７では、カメラ制御回路１８は、ダミーガラス３２が光路に掛かった状態での輝度値Ｙ２を読み込む。すなわち、フィルタホルダ３の駆動が終了した後、フィルタホルダ３に取り付けられたダミーガラス３２が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを覆った状態で輝度値Ｙ２を取得する。
【００４５】
ＩＲＣＦ３１が光路に挿入された状態からダミーガラス３２が光路に挿入された状態まで停止せずに駆動することで、３つの輝度値を取得するために要する時間を短くすることが可能となる。また、バンドパスフィルタ３３の移動方向３５のサイズと、フィルタホルダ３の切り替えの駆動速度と、輝度取得時間との関係は、駆動速度を移動方向３５のサイズで割った値である通過時間が輝度取得時間より小さくなるよう設定するとよい。このように設定することで、切り替え途中のバンドパスフィルタ３３が輝度取得範囲４ｂに掛かった状態での輝度取得を可能にしつつ、バンドパスフィルタ３３のサイズを小さくできる。
【００４６】
Ｓ１０８では、カメラ制御回路１８は、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１を引いた値と輝度値Ｙ１を比較する。例えば、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１を引いた値を輝度値Ｙ１で割った値が所定値Ｔ１より大きいか否かを判定する。所定値Ｔ１以下であれば赤外光が少ないと判断しＳ１０９へ進む。一方、所定値Ｔ１より大きければ赤外光が多いと判断しＳ１１０へすすむ。Ｓ１０９では、カメラ制御回路１８は、赤外光が少ないためフォーカス補正無しと判断して終了する。
【００４７】
すなわち、輝度値Ｙ１は３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長の光での輝度であり、輝度値Ｙ２は３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の波長の光での輝度である。そのため、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１を引いた値は７００ｎｍ〜１０００ｎｍの光の輝度である。すなわち、３８０ｎｍ〜７００ｎｍの光と７００ｎｍ〜１０００ｎｍの光の輝度の割合を所定値Ｔ１と比較していることになる。この割合が小さい場合は赤外光（７００ｎｍ〜１０００ｎｍ）の光が少なくフォーカスへの影響が小さいと判断できるためである。
【００４８】
なお、撮像素子４における波長毎の感度が一定では無い場合（例えば、６００ｎｍ波長への感度に対して９００ｎｍ波長への感度が低い）、撮像素子４の波長毎の感度を考慮して上述の所定値Ｔ１を設定するとよい。
【００４９】
Ｓ１１０では、カメラ制御回路１８は、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１及び輝度値Ｙ３を引いた値を輝度値Ｙ３で割った値が所定値Ｔ２より大きいか否かを判定する。所定値Ｔ２より大きければＳ１１１へ進み、所定値Ｔ２以下であればＳ１１２へ進む。
【００５０】
ここで、輝度値Ｙ１は３８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の波長の光での輝度、輝度値Ｙ２は３８０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の波長の光での輝度である。また、輝度値Ｙ３は７００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の波長の光での輝度である。そのため、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１及び輝度値Ｙ３を引いた値は９００ｎｍ〜１０００ｎｍの光の輝度である。すなわち、７００ｎｍ〜９００ｎｍの光の輝度と９００ｎｍ〜１０００ｎｍの光の輝度の割合を所定値Ｔ２と比較していることになる。この割合が小さい場合は７００ｎｍ〜９００ｎｍの光が多く、この割合が大きい場合は９００ｎｍ〜１０００ｎｍの光が多いと判断できる。
【００５１】
Ｓ１１１では、カメラ制御回路１８は、フォーカス位置を９５０ｎｍの波長に対応するフォーカス位置に補正する必要があると判断する。なお、「９５０ｎｍ」は、９００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内の代表値として設定したものである。Ｓ１１３では、カメラ制御回路１８は、９５０ｎｍの波長に対応するフォーカス位置までフォーカス駆動を行い終了する。具体的には、９５０ｎｍに対応する補正量だけフォーカスレンズ２を移動する。補正量は、図３を参照して得られる可視光におけるフォーカス位置との差分である。
【００５２】
Ｓ１１２では、カメラ制御回路１８は、フォーカス位置を８００ｎｍの波長に対応するフォーカス位置に補正する必要があると判断する。なお、「８００ｎｍ」は、７００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲内の代表値として設定したものである。Ｓ１１４では、カメラ制御回路１８は、８００ｎｍの波長に対応するフォーカス位置までフォーカス駆動を行い終了する。具体的には、８００ｎｍに対応する補正量だけフォーカスレンズ２を移動する。補正量は、図３を参照して得られる可視光におけるフォーカス位置との差分である。
【００５３】
以上説明したとおり第１実施形態によれば、互いに異なる波長特性を有する３種類のフィルタを光路に入れた際の輝度値を取得するよう構成した。そして、得られた３つの輝度値に基づいて撮像画像により多く含まれる波長成分を決定した。これにより、より好適なフォーカス制御を行うことが可能となる。
【００５４】
また、フィルタホルダ３において、ＩＲＣＦ３１とダミーガラス３２との間にバンドパスフィルタ３３を配置させることにより、デイモードからナイトモードへの切り替えの際に３つの輝度値が連続的に取得可能である。また、フィルタホルダ３の大型化を抑止することが可能となる。
【００５５】
（第２実施形態）
第２実施形態では、プリセット巡回を行う撮像装置において、撮影対象を切り替える際に輝度取得操作を行い光の波長成分を決定しフォーカス制御を行う形態について説明する。装置構成（図１及び図２）については第１実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００５６】
プリセット巡回により撮影対象を切り替える際には、パンチルト駆動及び／又はズーム駆動が行われ、撮像画像に多く含まれる波長成分が変わる可能性がある。そこで、撮像画像に多く含まれる波長成分が変わった場合であってもピントの合った撮影を可能にする。
【００５７】
＜装置の動作＞
図６は、第２実施形態におけるフォーカス制御のフローチャートである。上述したように、ここでは、プリセット巡回におけるプリセット位置の切り替えをトリガに、輝度値の取得及びフォーカス位置の補正を行う形態について説明する。
【００５８】
Ｓ２０１では、カメラ制御回路１８は、次のプリセット位置へ移動の信号が入力されたか否かを判定する。入力されたと判断するとＳ２０２に進む。Ｓ２０２では、カメラ制御回路１８は、プリセット設定値に従って、パンチルト駆動モータ８、ズームモータ５、フォーカスモータ６を駆動する。すなわち、プリセット設定値に含まれる撮影方向（パンチルト位置）、ズーム倍率（ズーム位置）、フォーカス位置に基づいて駆動し、次のプリセット位置に移動する。
【００５９】
Ｓ２０３では、カメラ制御回路１８は、フォーカスがオートフォーカス（ＡＦ）モードに設定されているかマニュアルフォーカス（ＭＦ）モードに設定されているかを判定する。ＭＦモードであればＳ２０４に進み、ＡＦモードであれば処理を終了する。
【００６０】
Ｓ２０４では、カメラ制御回路１８は、ナイトモードによる撮影状態になっているか否かを判定する。ナイトモードでなければ終了し、ナイトモードであればＳ２０５へ進む。すなわち、ナイトモードでない場合、デイモード（即ちＩＲＣＦ３１が光路に挿入された状態）での撮影であり、フォーカス補正の必要が無いからである。
【００６１】
Ｓ２０５では、カメラ制御回路１８は、現在のフォーカス位置を読み込む。Ｓ２０６では、カメラ制御回路１８は、ナイトモード（即ちＩＲＣＦ３１が光路に挿入されていない状態）での輝度値Ｙ２を読み込む。Ｓ２０７では、カメラ制御回路１８は、フィルタ駆動信号によりフィルタ駆動モータの駆動によりフィルタホルダ３を光軸に対して略垂直方向に駆動開始する。
【００６２】
Ｓ２０８では、カメラ制御回路１８は、バンドパスフィルタ３３が光路に掛かった状態での輝度値Ｙ３を読み込む。すなわち、フィルタホルダ３を駆動している途中、フィルタホルダ３に取り付けられたバンドパスフィルタ３３が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを通過するタイミングで輝度値Ｙ３を取得する。Ｓ２０９では、カメラ制御回路１８は、ＩＲＣＦ３１が光路に掛かった状態での輝度値Ｙ１を読み込む。すなわち、フィルタホルダ３の駆動が終了した後、フィルタホルダ３に取り付けられたＩＲＣＦ３１が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを覆った状態で輝度値Ｙ１を取得する。
【００６３】
Ｓ２１０では、カメラ制御回路１８は、フィルタ駆動信号によりフィルタ駆動モータの駆動によりフィルタホルダ３を光軸に対してＳ２０７とは逆方向に駆動する。そして、フィルタホルダ３に取り付けられたダミーガラス３２が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを覆った状態（すなわちナイトモード）に戻す。
【００６４】
Ｓ２１１では、カメラ制御回路１８は、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１及び輝度値Ｙ３を引いた値を輝度値Ｙ３で割った値が所定値Ｔ２より大きいか否かを判定する。所定値Ｔ２より大きければＳ２１２へ進み、所定値Ｔ２以下であればＳ２１３へ進む。
【００６５】
Ｓ２１２では、カメラ制御回路１８は、９５０ｎｍの波長に対応するフォーカス位置が適切であると判断する。Ｓ２１４では、カメラ制御回路１８は、Ｓ２０５で読み込んだフォーカス位置が９５０ｎｍの波長に対応する位置かどうか判定する。対応した位置であればフォーカス位置を補正せずに処理を終了する。対応した位置でなければ、Ｓ２１５において、カメラ制御回路１８は、９５０ｎｍの波長に対応するフォーカス位置までフォーカス駆動を行い終了する。
【００６６】
Ｓ２１３では、カメラ制御回路１８は、８００ｎｍの波長に対応するフォーカス位置が適切であると判断する。Ｓ２１６では、カメラ制御回路１８は、Ｓ２０５で読み込んだフォーカス位置が８００ｎｍの波長に対応する位置かどうか判定する。対応した位置であればフォーカス位置を補正せずに処理を終了する。対応した位置でなければ、Ｓ２１７において、カメラ制御回路１８は、８００ｎｍの波長に対応するフォーカス位置までフォーカス駆動を行い終了する。
【００６７】
以上説明したとおり第２実施形態によれば、撮影対象を切り替える際に波長成分を決定しフォーカス制御を行う。これにより、パンチルトやズームにより撮影位置や範囲が変わり照明状態が変わる場合であっても、より好適なフォーカス制御を行うことが可能となる。
【００６８】
なお上述の説明においては、「赤外照明無しでのナイトモードでの撮影」を判定する処理（Ｓ１０８−Ｓ１０９）については、第１実施形態の記載の繰り返しとなるため省略した。ただし、Ｓ２１０とＳ２１１の間に、当該処理（Ｓ１０８−Ｓ１０９）を行うよう構成してもよい。
【００６９】
（第３実施形態）
第３実施形態では、同じ撮影対象を長時間撮影する撮像装置において、タイマーに基づいて輝度取得操作を行い光の波長成分を決定しフォーカス制御を行う形態について説明する。装置構成（図１及び図２）については第１実施形態と同様であるため説明は省略する。
【００７０】
同じ撮影対象を長時間撮影する場合、周辺照明などの環境の変化により撮影画像に多く含まれる波長成分が変わる可能性がある。そこで、撮像画像に多く含まれる波長成分が変わった場合であってもピントの合った撮影を可能にする。
【００７１】
＜装置の動作＞
図７は、第３実施形態におけるフォーカス制御のフローチャートである。上述したように、ここでは、タイマーをトリガに、輝度値の取得及びフォーカス位置の補正を行う形態について説明する。タイマーとして、予め設定した時刻、所定の時間間隔などが設定される。
【００７２】
Ｓ３０１では、カメラ制御回路１８は、輝度取得信号が入力されたか否かを判定する。なお、輝度取得信号は、タイマーにより予め設定された輝度取得時刻が到来したことをトリガに生成され入力される。
【００７３】
Ｓ３０２では、カメラ制御回路１８は、フォーカスがオートフォーカス（ＡＦ）モードに設定されているかマニュアルフォーカス（ＭＦ）モードに設定されているかを判定する。ＭＦモードであればＳ３０３に進み、ＡＦモードであれば処理を終了する。
【００７４】
Ｓ３０３では、カメラ制御回路１８は、ナイトモードによる撮影状態になっているか否かを判定する。ナイトモードでなければ終了し、ナイトモードであればＳ３０４へ進む。すなわち、ナイトモードでない場合、デイモード（即ちＩＲＣＦ３１が光路に挿入された状態）での撮影であり、フォーカス補正の必要が無いからである。
【００７５】
Ｓ３０４では、カメラ制御回路１８は、現在のフォーカス位置を読み込む。Ｓ３０５では、カメラ制御回路１８は、ナイトモード（即ちＩＲＣＦ３１が光路に挿入されていない状態）での輝度値Ｙ２を読み込む。Ｓ３０６では、カメラ制御回路１８は、フィルタ駆動信号によりフィルタ駆動モータの駆動によりフィルタホルダ３を光軸に対して略垂直方向に駆動開始する。
【００７６】
Ｓ３０７では、カメラ制御回路１８は、バンドパスフィルタ３３が光路に掛かった状態での輝度値Ｙ３を読み込む。すなわち、フィルタホルダ３を駆動している途中、フィルタホルダ３に取り付けられたバンドパスフィルタ３３が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを通過するタイミングで輝度値Ｙ３を取得する。Ｓ３０８では、カメラ制御回路１８は、ＩＲＣＦ３１が光路に掛かった状態での輝度値Ｙ１を読み込む。すなわち、フィルタホルダ３の駆動が終了した後、フィルタホルダ３に取り付けられたＩＲＣＦ３１が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを覆った状態で輝度値Ｙ１を取得する。
【００７７】
Ｓ３０９では、カメラ制御回路１８は、フィルタ駆動信号によりフィルタ駆動モータの駆動によりフィルタホルダ３を光軸に対してＳ３０６とは逆方向に駆動する。そして、フィルタホルダ３に取り付けられたダミーガラス３２が撮像素子４の輝度取得範囲４ｂを覆った状態（すなわちナイトモード）に戻す。
【００７８】
Ｓ３１０では、カメラ制御回路１８は、輝度値Ｙ２から輝度値Ｙ１及び輝度値Ｙ３を引いた値を輝度値Ｙ３で割った値が所定値Ｔ２より大きいか否かを判定する。所定値Ｔ２より大きければＳ３１１へ進み、所定値Ｔ２以下であればＳ３１２へ進む。
【００７９】
Ｓ３１１では、カメラ制御回路１８は、９５０ｎｍの波長に対応するフォーカス位置が適切であると判断する。Ｓ３１３では、カメラ制御回路１８は、Ｓ３０４で読み込んだフォーカス位置が９５０ｎｍの波長に対応する位置かどうか判定する。対応した位置であればフォーカス位置を補正せずに処理を終了する。対応した位置でなければ、Ｓ３１４において、カメラ制御回路１８は、９５０ｎｍの波長に対応するフォーカス位置までフォーカス駆動を行い終了する。
【００８０】
Ｓ３１２では、カメラ制御回路１８は、８００ｎｍの波長に対応するフォーカス位置が適切であると判断する。Ｓ３１５では、カメラ制御回路１８は、Ｓ３０４で読み込んだフォーカス位置が８００ｎｍの波長に対応する位置かどうか判定する。対応した位置であればフォーカス位置を補正せずに処理を終了する。対応した位置でなければ、Ｓ３１６において、カメラ制御回路１８は、８００ｎｍの波長に対応するフォーカス位置までフォーカス駆動を行い終了する。
【００８１】
以上説明したとおり第３実施形態によれば、タイマーをトリガに波長成分を決定しフォーカス制御を行う。これにより、同じ撮影対象を長時間撮影するにあたって、周辺照明などの環境の変化が発生する場合であっても、より好適なフォーカス制御を行うことが可能となる。
【００８２】
（変形例）
上述の第１〜第３実施形態においては、撮像素子の中央に位置する輝度取得範囲４ｂ（図２）で輝度を取得する構成について説明した。これは、ピントを合わせる対象の被写体が撮影画面の中央部に位置することを想定し、当該被写体における照明状態を判定することを考慮したものである。ただし、他の輝度取得範囲４ｂを設定するよう構成してもよい。
【００８３】
図８は、各フィルタと撮像素子との配置関係の他の例を説明する図である。図８では、輝度取得範囲４ｂの移動方向のサイズがバンドパスフィルタ３３の幅より大きく設定されている。フィルタホルダ３を輝度取得範囲４ｂに対して下から上方向に駆動すると、図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）のように遷移する。この遷移の間に順次取得した輝度取得範囲４ｂにける輝度値の合算値を輝度値として利用してもよい。
【００８４】
なお、上述の説明においては外部照明の赤外光の波長として８００ｎｍ及び９５０ｎｍを想定し、７００ｎｍ〜９００ｎｍのバンドパスフィルタを用いる例について説明した。つまり、８００ｎｍの赤外照明が用いられていることを７００ｎｍ〜９００ｎｍの波長領域の輝度値に基づいて推定し、９５０ｎｍの赤外照明が用いられていることを９００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の輝度値に基づいて推定する構成とした。ただし、上述の波長の値は単なる一例であり、例えば、想定する外部照明の波長に依存して、他の特性のバンドパスフィルタを用いる構成とすることが可能である。
【００８５】
また、上述の説明においてはナイトモードにおいて光路にダミーガラスを設ける構成としたが、素通しの構成としても良い。更には、バンドパスフィルタは１個としたが、異なる波長特性を持つ複数のバンドパスフィルタを設けることで、撮影画像に含まれる波長の範囲をより詳細に判定出来てフォーカス性能の向上が可能となる。
【００８６】
（その他の実施例）
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】
【００８７】
１  ズームレンズ；  ２  フォーカスレンズ；  ３  フィルタホルダ；  ４  撮像素子；  ５  ズーム駆動モータ；  ６  フォーカス駆動モータ；  ７  フィルタ駆動モータ；  ８  パンチルト駆動モータ；  ９  撮像素子制御回路；  １０  映像信号処理回路；  １１  映像信号出力回路；  １２  パンチルト駆動モータドライバー；  １３  フィルタ駆動モータドライバー；  １４  フォーカスモータドライバー；  １５  ズームモータドライバー；  １６  レンズ鏡筒；  １７  輝度値算出回路；  １８  カメラ制御回路；  １９  メモリ；  ２０  操作スイッチ；  ３１  ＩＲＣＦ；  ３２  ダミーガラス；  ３３  バンドパスフィルタ
【図１】
2019204020.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019204020.tif 000008
【図７】
2019204020.tif 000009
【図８】
2019204020.tif 000010