(57)【要約】【課題】無灯火の夜間での良好な撮影が可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置において、同一方向の光軸に調整された、時分割制御の複数のＬＥＤ投光器と、ズームレンズと、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスを制御するＣＰＵとを備え、グレースケールチャートを撮像し、検出映像バランスの調整を行う撮像装置であって、前記ＣＰＵは、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスとを制御して、前記グレースケールチャートの中央の上下左右の各部分の中間灰色のＧ信号レベルと前記グレースケールチャートの周辺の各部分の中間灰色とのＧ信号レベルとがそれぞれ所定の信号レベルとなるように調整し、前記検出映像バランスの調整を行うことを特徴とする撮像装置。【選択図】図１
2015154318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置において、ズームレンズと、
ズームレンズと同一方向の光軸に調整された、ズームレンズの広角端画角より狭くズームレンズの望遠端画角より広い半値角を有しＬＥＤ投光器と、ズームレンズと、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスを制御するＣＰＵとを備え、
画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートを撮像し、検出映像の暗部とハイライトと中間輝度との調整を行う撮像装置であって、
前記ＣＰＵは、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスとを制御して、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートの階段部分の暗部持ち上がりから検出映像の高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がりを検出し調整を行い、前記グレースケールチャートの画面中央白部の左右隣接の暗部持ち上がりから高輝度被写体周辺の暗部持ち上がりを検出し調整を行い、中間輝度の灰色の変化から変調シェーディングを検出し調整を行い、グレースケールチャートの前記各部の映像信号を所定の信号レベルになるように収斂することによって調整し、前記検出映像の調整を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、前記ＣＰＵは、前記光学系の前記レンズアイリスを制御して、前記グレースケールチャートの中央の上下左右の各部分の中間灰色のＧ信号レベルと前記グレースケールチャートの周辺の各部分の中間灰色とのＧ信号レベルとがそれぞれ所定の信号レベルとなるように、前記レンズアイリスを順次調整し、各々の信号レベルにおいて、前記Ｇ信号に対して、Ｒ信号とＢ信号の信号レベルを合わせることで、検出映像バランスの自動調整を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
ズームレンズと、ズームレンズと同一方向の光軸に調整されたズームレンズの広角端画角より狭くズームレンズの望遠端画角より広い半値角を有する投光器とを備える撮像装置において、
グレースケールチャートを撮像し、検出映像バランスの調整を行い、前記ズームレンズのズームとアイリスとを制御して、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートの階段部分の暗部持ち上がりから検出映像の高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がりを検出し調整を行い、前記グレースケールチャートの画面中央白部の左右隣接の暗部持ち上がりから高輝度被写体周辺の暗部持ち上がりを検出し調整を行い、中間輝度の灰色の変化から変調シェーディングを検出し調整を行い、グレースケールチャートの前記各部の映像信号を所定の信号レベルになるように収斂することによって調整し、前記検出映像の調整を行うことを特徴とする撮像方法。
【請求項４】
請求項３記載の撮像方法において、前記光学系の前記レンズアイリスを制御して、前記グレースケールチャートの中央の上下左右の各部分の中間灰色のＧ信号レベルと前記グレースケールチャートの周辺の各部分の中間灰色とのＧ信号レベルとがそれぞれ所定の信号レベルとなるように、前記レンズアイリスを順次調整し、各々の信号レベルにおいて、前記Ｇ信号に対して、Ｒ信号とＢ信号の信号レベルを合わせることで、検出映像バランスの自動調整を行うことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関わり、特に、ズームレンズの画角と投光器の照明の配向分布による、撮像装置の検出映像（輝度ムラ：変調シェーディング：MOD-SHADING（略してMOD又はMODSHAD）、暗部持ち上がり、ハイライトバランス、ガンマバランス、および暗部バランスのグレースケールチャートによる自動調整：グレースケールセットアアップによる）の調整に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直径１２０ｍｍで光束３５１０ｌｍとハロゲンランプ単体と同等外形で半値角６０度とハロゲンランプ同等の配光分布と、半値角３２度とハロゲンランプの半分の配光分布と、半値角１８度とハロゲンランプの約１／３の配光分布の電源内臓ＬＥＤ投光器が製品化された（非特許文献１参照）。更に、２４０ｍｍ角で電源外付けで消費電力２１Ｗで半値角３度で500ｍ先1.5ｌｘのＬＥＤ投光器も製品化された（非特許文献２参照）。サーチライトやスポットライトといった平行光を必要とする特殊な照明用途への展開も可能なLEDから出た光を変換効率９０％で平行光に変換する光学技術も開発された（非特許文献３参照）。
【０００３】
図６および図７によって、特許文献１の特開２０１１−４２３９号公報の従来のテレビジョンカメラ装置１００での検出映像調整の一例について説明する。なお、検出映像調整は、変調シェーディング、暗部持ち上がり、ハイライトバランス（白バランス）、ガンマバランス、グレースケール第１段階バランス（フレアバランス）、および暗部バランス（ブラックバランス）である。
図６は、従来のテレビジョンカメラ装置の一実施例の構成を示すブロック図である。１００はテレビジョンカメラ装置、１０２はレンズ等の光学系、１０４は波形モニタ、１０５はピクチャモニタ、１１０はカメラヘッド１０１に取り付けられたビューファインダ、１２１は被写体としてセットしたグレースケールチャートである。
また図７は、グレースケールチャートとそれを用いた従来の調整を説明する模式図
である。図７の（ａ）は、グレースケールチャートの表示画像と検出ゲートである。図７の（ａ）の２００は、テレビジョンカメラ装置１００が撮像したグレースケールチャート１２１の表示画像、２０１〜２０６は検出ゲート、２５１〜２５３は走査ラインである。図７の表示画像２００は、例えば、ビューファインダ１１０、ピクチャモニタ１０５、波形モニタ１０４等の映像表示装置の表示部に表示される。従って、作業者は、いずれかの映像表示装置にて、検出映像バランスを調整するための画角調整を行うことができる。
【０００４】
また図７の（ｂ）は、図２のグレースケールチャートの表示映像２００において、各走査ラインでの映像信号の信号レベルを、ビューファインダ１１０、モニタ１０５、波形モニタ１０４等の映像表示装置の表示部に表示した画像４００を示す図（波形信号図）である。破線の楕円４１で囲んだ信号レベルは検出ゲート２０４の映像信号のレベル（検出レベル４１）、破線の楕円４２で囲んだ信号レベルは検出ゲート２０５の映像信号のレベル（検出レベル４２）、破線の楕円４３で囲んだ信号レベルは検出ゲート２０６の映像信号のレベル（検出レベル４３）、破線の楕円４３’で囲んだ信号レベルは検出ゲート２０１の映像信号のレベル（検出レベル４３’）、破線の楕円４２’で囲んだ信号レベルは検出ゲート２０２の映像信号のレベル（検出レベル４２’）、破線の楕円４１’で囲んだ信号レベルは検出ゲート２０３の映像信号のレベル（検出レベル４１’）、破線の楕円４４で囲んだ信号レベルは検出レベル４４である。なお、各走査ラインの信号レベルはｎ１〜ｎ２間を表示している。また、図４では、検出レベル４２と検出レベル４２’とは、すでに調整済みであるので、同じレベルとなっている。
【０００５】
図６において、まず始めに、テレビジョンカメラ装置１００によって、グレースケールチャート１２１を撮像し、検出ゲート２０１〜２０６を基準にして画角を調整する。画角調整は、カメラマン等の作業者が手動で行う。この表示映像２００には、映像表示装置が画角調整用の枠状の検出ゲート２０１〜２０６が重畳されるように予め設定されている。
画角調整後、従来のテレビジョンカメラ装置は、撮像したグレースケールチャート２００の映像信号について、検出ゲートエリア内の映像信号について、ブラックレベル、ホワイトレベル、フレアレベル、ガンマレベルを予め定められたそれぞれの設定値に調整する。
【０００６】
即ち、作業者は、図６において、この検出ゲート２０１〜２０６それぞれが、グレースケールチャートの表示映像２００の特定の部分と重なるように、テレビジョンカメラ装置１００の画角を調整する。画角の調整は、作業者が、例えば、カメラの撮像位置、レンズのズーム／フォーカス位置を手動操作して実行する。
この画角調整用の検出ゲート２０１〜２０６は、映像表示装置へのモニタ出力Vmのみに重畳し、本線信号Voには重畳しない。この検出ゲート２０１〜２０６内の領域の映像信号の信号レベルを検出し、検出映像バランスの調整を行う。
テレビジョンカメラ装置１００は、検出映像バランスを行うために、従来は、基準被写体としてグレースケールチャート２００を撮像して、その信号レベルを調整する。これによってそれぞれのバランス調整を行う。
以下、作業者が、検出ゲート２０１〜２０６をグレースケールチャート２００の各階調に画角合わせした後、自動調整を開始する。
【０００７】
自動調整は、下記の手順で行う。
（ａ）光学系１０２のレンズアイリスを閉じ入射光を遮断し、検出レベル４４で暗部バランスを収斂する。または、光学フィルタを用いて、光学系１０２に入射する光を遮断しても良い。
（ｂ）グレースケールチャート２００を撮像した検出ゲート２０３および２０４でのＧ信号レベル（検出レベル４１’および検出レベル４１）が、ハイライトバランス調整用の定格１００％の検出レベルになるようにレンズアイリスを自動調整し、Ｇ信号に対し、Ｒ，Ｂ信号を収斂する。この結果、検出ゲート２０３および２０４において、ハイライトバランスが調整される。
（ｃ）（ｂ）で調整したレンズアイリスにおいて、グレースケールチャート２００を撮像した検出ゲート２０１および２０６で、各Ｒ，Ｇ，Ｂ信号レベル（検出レベル４３’および検出レベル４３）が定格の１２％の検出レベルになるように、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号レベルを収斂する。この結果、グレースケール第１段階バランスが調整される。
（ｄ）（ｂ）で調整したレンズアイリスにおいて、グレースケールチャート２００を撮像した検出ゲート２０２および２０５で、各Ｒ，Ｇ，Ｂ信号レベル（検出レベル４２’および検出レベル４２）が定格の５８％の検出レベルになるように、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号レベルを収斂する。この結果、ガンマバランスが調整される。
（ｅ）手順（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各バランス収斂を数度繰り返す。
（ｆ）再度、レンズアイリスを閉じ入射光を遮断し検出レベル４４で暗部バランスを収斂する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−４２３９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】直径１２０ｍｍで光束３５１０ｌｍとハロゲンランプ単体と同等外形で半値角６０度と３２度と１８度の東芝製電源内臓ＬＥＤ投光器  http://www.tlt.co.jp/tlt/products/new/data/201307_teraso_vol39_p11.pdf
【非特許文献２】スタンレー電気半値角３度ＬＥＤ投光器  http://stanley-ledlighting.com/pdf/LLM0545A.pdf
【非特許文献３】ウシオ電機、LEDから出た光を高効率で平行光に変換する光学技術を開発http://www.ushio.co.jp/jp/NEWS/products/20131203.html
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、無灯火の夜間での良好な監視撮像を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の問題を解決するために、撮像装置において、ズームレンズと、ズームレンズと同一方向の光軸に調整された、ズームレンズの広角端画角より狭くズームレンズの望遠端画角より広い半値角を有し（時分割制御の半値角６０度、３２度、１８度の複数の）ＬＥＤ投光器（による簡易ズーム投光器）と、ズームレンズと、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスを制御するＣＰＵとを備え、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートを撮像し、検出映像の暗部とハイライトと中間輝度との調整を行う撮像装置であって、前記ＣＰＵは、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスとを制御して、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートの（画面周辺にある）階段部分の暗部持ち上がりから検出映像の高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）を検出し調整を行い、前記グレースケールチャートの画面中央白部の左右隣接の暗部持ち上がりから高輝度被写体周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）を検出し調整を行い、中間輝度の灰色の変化から変調シェーディングを検出し調整を行い、グレースケールチャートの前記各部の映像信号を所定の信号レベルになるように収斂することによって調整し、前記検出映像の調整を行うことを特徴とする撮像装置である。
上記特徴の撮像装置において、前記ＣＰＵは、前記光学系の前記レンズアイリスを制御して、前記グレースケールチャートの中央の上下左右の各部分の中間灰色のＧ信号レベルと前記グレースケールチャートの周辺の各部分の中間灰色とのＧ信号レベルとがそれぞれ所定の信号レベルとなるように、前記レンズアイリスを順次調整し、各々の信号レベルにおいて、前記Ｇ信号に対して、Ｒ信号とＢ信号の信号レベルを合わせることで、検出映像バランスの自動調整を行うことを特徴とする撮像装置である。
【００１２】
また、装置ズームレンズと、ズームレンズと同一方向の光軸に調整されたズームレンズの広角端画角より狭くズームレンズの望遠端画角より広い半値角を有する投光器とを備える撮像装置において、グレースケールチャートを撮像し、前記ズームレンズのズームとアイリスとを制御して、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートの（画面周辺にある）階段部分の暗部持ち上がりから検出映像の高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）を検出し調整を行い、前記グレースケールチャートの画面中央白部の左右隣接の暗部持ち上がりから高輝度被写体周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）を検出し調整を行い、中間輝度の灰色の変化から変調シェーディングを検出し調整を行い、グレースケールチャートの前記各部の映像信号を所定の信号レベルになるように収斂することによって調整し、前記検出映像の調整を行うことを特徴とする撮像方法である。
上記特徴の撮像方法において、前記光学系の前記レンズアイリスを制御して、前記グレースケールチャートの中央の上下左右の各部分の中間灰色のＧ信号レベルと前記グレースケールチャートの周辺の各部分の中間灰色とのＧ信号レベルとがそれぞれ所定の信号レベルとなるように、前記レンズアイリスを順次調整し、各々の信号レベルにおいて、前記Ｇ信号に対して、Ｒ信号とＢ信号の信号レベルを合わせることで、検出映像バランスの自動調整を行うことを特徴とする撮像方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無灯火の夜間での良好な撮影が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例の撮像システムの構成を示すブロック図
【図２】撮像部のＣＣＤ実施例
【図３】画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートとそれを用いた本発明の一実施例の調整を説明する模式図
【図４Ａ】本発明の一実施例の補正の動作を説明する模式図（画面中央の高輝度被写体周辺のフレア補正）
【図４Ｂ】本発明の一実施例の補正の動作を説明する模式図（画面周辺の高輝度被写体周辺のフレア補正）
【図５】本発明の一実施例の補正の手順を示すフローチャート
【図６】従来のテレビジョンカメラ装置の一実施例の構成を示すブロック図
【図７】グレースケールチャートとそれを用いた従来の調整を説明する模式図
【図８Ａ】本発明の一実施例の半値角60度32度18度のＬＥＤ全点灯時の水平走査映像信号での各照度分布の動作を説明する模式図（（ａ）水平走査映像信号での各照度分布（ｂ）水平走査映像信号での合成照度分布）
【図８Ｂ】本発明の一実施例の時分割点灯による簡易ズーム照明の動作を説明する模式図（（ａ）水平走査映像信号での各照度分布（ｂ）水平走査映像信号での合成照度分布）
【図９】画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートとそれを用いた本発明の他の一実施例の調整を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のテレビジョンカメラ装置は、ズームレンズと、ズームレンズと同一方向の光軸に調整された、ズームレンズの広角端画角より狭くズームレンズの望遠端画角より広い半値角を有し（時分割制御の半値角６０度、３２度、１８度の複数の）ＬＥＤ投光器（による簡易ズーム投光器）と、ズームレンズと、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスを制御するＣＰＵとを備え、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートを撮像し、検出映像の暗部とハイライトと中間輝度との調整を行うテレビジョンカメラ装置であって、前記ＣＰＵは、前記ＬＥＤ投光器の時分割と前記ズームレンズのズームとアイリスとを制御して、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートの（画面周辺にある）階段部分の暗部持ち上がりから検出映像の高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）を検出し調整を行い、前記グレースケールチャートの画面中央白部の左右隣接の暗部持ち上がりから高輝度被写体周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）を検出し調整を行い、中間輝度の灰色の変化から変調シェーディングを検出し調整を行い、グレースケールチャートの前記各部の映像信号を所定の信号レベルになるように収斂することによって調整し、前記検出映像の調整を行うものである。
本発明の調整では、まず、テレビジョンカメラ装置は、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートを撮像する。既検出ゲートでＧ信号レベルを検出し、Ｇ信号レベルが以下の５種の信号レベル（レベル７１、レベル７２、レベル７３、レベル７４，およびレベル７５）となるようにレンズアイリスを順次自動調整する。
（１）ハイライトバランス調整用検出レベル７１
（２）ガンマバランス調整用検出レベル７２
（３）グレースケール第１段階バランス調整用検出レベル７３
（４）暗部バランス調整用検出レベル７４
（５）フレアバランス調整用検出レベル７５
各々の信号レベル（レベル７１、レベル７２、レベル７３、レベル７４，およびレベル７５）において、Ｇ信号に対して、Ｒ信号とＢ信号の信号レベルを合わせることで、検出映像バランスの自動調整を行う。
【００１６】
本発明によれば、ＬＥＤ投光器の配光分布とズームレンズの画角に対応して、変調シューディングとフレアとを補正することにより、ズームレンズと同一方向の光軸に調整された、ズームレンズの広角端画角より狭くズームレンズの望遠端画角より広い半値角を有するＬＥＤ投光器を用い、無灯火の夜間での良好な撮影が可能となる。
【実施例１】
【００１７】
図１から図５によって、本発明のテレビジョンカメラ装置１での検出映像バランス調整の一実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施例の撮像システムの構成を示すブロック図である。１はテレビジョンカメラ装置、１２１はセットした画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートである。
図１と図２によって、テレビジョンカメラ装置１に入力された映像信号の処理について説明する。図１は、本発明の一実施例のテレビジョンカメラ装置（ＴＶカメラ装置）について説明するためのブロック構成図である。図２は撮像部のＣＣＤ実施例である。
図３は、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートとそれを用いた本発明の一実施例の調整を説明する模式図であり、図４Ａと図４Ｂは本発明の一実施例の補正の動作を説明する模式図で、図４Ａは画面中央の高輝度被写体周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）補正と高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）補正であり、図４Ｂは画面周辺の高輝度被写体周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）補正と高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）補正である。
【００１８】
図１において、１はテレビジョンカメラ（撮像）装置、２はレンズ、３は撮像部、４はＣＰＵ（Central Processing Unit ）であり、５は補正含む映像信号処理部で、１０はレンズ２と光軸が平行に調整された時分割制御の半値角６０度、３２度、１８度の複数のＬＥＤ投光器による簡易ズーム投光器であり、１４は電動雲台である。補正含む映像信号処理部５はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）で実装されることが多い。補正含む映像信号処理部５において、６はフレア補正部、７はＭＯＤＳＨＡＤＩＮＧ補正部、８は色復調部、９はインタフェース（Ｉ／Ｏ）含む信号処理部である。ＨＤ−ＳＤＩ（High Definition Tele-Vision−Serial Digital Interface）信号等で映像信号を出力する。
図２において、撮像部３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）等の撮像素子の１１とＡＦＥ（Analog  Front  End）の１２と垂直転送部の１３で実装されることが多い。撮像部３は、図示しないＣＭＯＳ撮像素子で実装されることもある。
また図３は、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャート１２１とそれを用いた本発明の一実施例の調整を説明する模式図である。図３（ａ）は、テレビジョンカメラ装置１が撮像した画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャート１２１の表示画像、２０１~２２１は検出ゲート、６５１は走査ラインである。図３（ａ）の表示画像は、例えば、図示しないビューファインダ、ピクチャモニタ、波形モニタ等の表示部に表示される。従って、作業者は、いずれかの映像表示装置にて、検出映像を調整するための画角調整を行うことができる。
【００１９】
また図３（ｂ）は、図３（ａ）の画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャート１２１の表示映像おいて、走査ライン６５１での映像信号の信号レベルを、ビューファインダ１１０、モニタ１０５、波形モニタ１０４等の映像表示装置の表示部に表示した画像を示す図（波形信号図）である。４６は定格１００％の時の映像信号レベル、４２は定格５８％の時の映像信号レベル、４１は定格１２％の時の映像信号レベルである。
また、４１の信号レベルの定格１２％からの持ち上がりは高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がりでＤＣフレアと呼ばれる特性を示している。４４の信号レベルの定格１２％からの持ち上がりは高輝度被写体周辺の暗部持ち上がりで（画面周辺の暗部持ち上がりでＤＣフレアを含む）ＡＣフレアと呼ばれる特性を示している。４５の信号レベルの変化は画面上下中央での左右の照明配光の変化の輝度ムラ：変調シェーディング：MOD-SHADING（略してMOD又はMODSHAD）と呼ばれる特性を示している。
【００２０】
本発明のテレビジョンカメラ装置における検出映像バランスの調整手順を、本発明の一実施例の補正の手順を示すフローチャートの図５を参考に以下に説明する。背景技術の手順が（ａ）から（ｈ）であり、図５の２１が開始で図５の３１が終了である。
（ｇ）（図５の２２の暗部（ブラック）バランス調整）光学系２のレンズアイリスを閉じ、入射光を遮断した検出レベル７４で暗部バランスを収斂する。または、光学フィルタを用いて、光学系２に入射する光を遮断しても良い。
（ｈ）（図５の２３の中央の高輝度部（ハイライト又はホワイトと称す）のバランス調整）検出ゲート２０７でのＧ信号レベルが、ハイライトバランス調整用の検出レベル７１（定格１００％）になるように光学系２のレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２０７でハイライトバランスを収斂する。
（ｉ） （図５の２４の周辺（ＤＣ）フレア補正調整）検出ゲート２０７でのＧ信号レベルが、ハイライトバランス調整用の検出レベル７１（定格１００％）になるように光学系２のレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２０１と２０６とで画面の周辺のグレースケール第１段階のＲＧＢ信号レベルを定格１２％にさせるつまり、画面中央の高輝度被写体に対する画面の周辺のグレースケール第１段階の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）の補正を収斂する。
（ｊ）（図５の２５の中央（ＡＣ）フレア補正調整）検出ゲート２０７でのＧ信号レベルが、ハイライトバランス調整用の検出レベル７１（定格１００％）になるように光学系２のレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２０８と２０９とで画面中央の高輝度被写体の周辺の暗部のＲＧＢ信号レベルを定格１２％にさせるつまり、画面中央の高輝度被写体の周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）補正を収斂する。なお、（ｉ）で画面中央の高輝度被写体に対する画面の周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）補正を収斂させてあるので、（ｋ）ではＡＣフレア補正のみを収斂させればよい。
（ｋ）（図５の２６のガンマバランス調整）検出ゲート２０２でのＧ信号レベルが、ガンマバランス調整用の検出レベル７２（定格の５８％）になるようにレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２０２でガンマバランスを収斂する。
（ｌ）（図５の２２から２６）手順（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）の各バランスと補正との収斂を数度繰り返す。
（ｍ）（図５の２７の暗部（ブラック）バランス調整）再度、レンズアイリスを閉じて入射光を遮断し、検出レベル７４で暗部バランスを収斂する。
（ｎ）（図５の２８の変調シェーディング調整）検出ゲート２０２でのＧ信号レベルが、ガンマバランス調整用の検出レベル７２（定格の５８％）になるようにレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２１０−２１５で水平の変調シェーディング（H-MOD-SHADING）バランスを収斂し、検出ゲート２１６−２２１で垂直の変調シェーディング（V-MOD-SHADING）バランスを収斂する。
（ｏ） （図５の２９の周辺（ＤＣ）フレア補正調整）検出ゲート２０７でのＧ信号レベルが、ハイライトバランス調整用の検出レベル７１（定格１００％）になるように光学系２のレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２０１と２０６とで画面の周辺のグレースケール第１段階のＲＧＢ信号レベルを定格１２％にさせるつまり、画面中央の高輝度被写体に対する画面の周辺のグレースケール第１段階の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）の補正を収斂する。
（ｐ）（図５の３０の中央（ＡＣ）フレア補正調整）検出ゲート２０７でのＧ信号レベルが、ハイライトバランス調整用の検出レベル７１（定格１００％）になるように光学系２のレンズアイリスを自動調整し、検出ゲート２０８と２０９とで画面中央の高輝度被写体の周辺の暗部のＲＧＢ信号レベルを定格１２％にさせるつまり、画面中央の高輝度被写体の周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）補正を収斂する。なお、（ｏ）で画面中央の高輝度被写体に対する画面の周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）補正を収斂させてあるので、（ｐ）ではＡＣフレア補正のみを収斂させればよい。
以上の手順（ｇ）〜（ｐ）の処理を行い、検出映像バランスと補正との自動調整を行う。
【００２１】
図１において、検出映像バランス調整は、まず始めに、テレビジョンカメラ装置１に調整開始が指示される。テレビジョンカメラ装置１では、ＣＰＵ４が調整開始指示に応じて、図示しない記憶装置に記憶された所定のプログラムに従って、図５〜図７で説明した手順で、検出映像の調整のためにテレビジョンカメラ装置１の制御を行う。
【００２２】
まず、テレビジョンカメラ装置１は、作業者の操作に基づいて、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートを撮像する。作業者は撮像された映像について、画角を調整する操作を実行する。画角調整後、テレビジョンカメラ装置１は、撮像した白色（無彩色）被写体の表示映像６００の検出ゲート６０１内の映像信号を基に、図５〜図７で説明したように、ブラックレベル、ホワイトレベル、ゲインレベル、フレアレベル、ガンマレベル等を予め定められたそれぞれの設定値に調整する。ズ−ムレンズの画角変化と照明配光特性変化に対応して調整された値は、ズ−ムレンズの画角変化と照明配光特性変化に対応してＣＰＵ４に記憶される。
【００２３】
なお、上述の実施例では、図３および図５に示したように、本発明のテレビジョンカメラ装置として、光学系を含むテレビジョンカメラで説明した。しかし、本発明のテレビジョンカメラ装置は、これに限定されず、例えば、記録部やＩＰ（Internet  Protocol）伝送部を備えたＩＰカメラでも良い。
また、上述の実施例では、単板式のカラーカメラで説明したが、赤緑青への色分解光学系と撮像素子３ケのいわゆる３板式のカラーカメラであっても赤緑緑青への色分解光学系と撮像素子４ケのいわゆる４板式のカラーカメラであっても良い。色分解光学系の色分解面のエアギャップによりズームレンズの射出瞳長に対応して垂直の色あいの変化の変調シェーディングが発生するので、ズームレンズの射出瞳長が大きく変化するエクステンダを入れた場合とエクステンダを外した場合とで図３および図５に示した調整を行い、エクステンダを入れた場合とエクステンダを外した場合との調整値を記憶して補正する。
【実施例２】
【００２４】
図８Ａから図８Ｂによって、本発明の１実施例のレビジョンカメラ装置１での各照度分布の調整を説明する。
【００２５】
図８Ａは、本発明の一実施例の半値角60度32度18度のＬＥＤ全点灯時の水平走査映像信号での各照度分布の動作を説明する模式図であり、（ａ）は水平走査映像信号での各照度分布で、（ｂ）は水平走査映像信号での合成照度分布である。
図８Ｂは、本発明の一実施例の水平同期での時分割点灯による簡易ズーム照明の動作を説明する模式図であり、（ａ）は半値角32度のＬＥＤが水平周期８０％点灯で半値角18度のＬＥＤが水平周期２０％点灯での水平走査映像信号での各照度分布で、（ｂ）は水平走査映像信号での合成照度分布である。
図８Ｂの上下の矢印は、半値角32度のＬＥＤが水平周期の点灯デューティが低くなり半値角18度のＬＥＤの点灯デューティが高くなる場合の水平走査映像信号での合成照度分布の変化の動作である。
【００２６】
つまり、半値角６０度、３２度、１８度の複数のＬＥＤ投光器を用い、ＬＥＤ投光器を時分割制御することによる簡易ズーム投光器を用い、ＬＥＤ照明の配光分布による映像信号の変調シェーディングを検出し記憶し補正すれば、無灯火の夜間での実施例１よりもさらに良好な撮影が可能となる。
【実施例３】
【００２７】
撮像レンズは、低分散ガラスの凸レンズと高分散ガラスの凹レンズと組み合わせてガラスの色収差を打ち消して、色によるピントのずれ（軸上色収差）と色による像の大きさのずれ（倍率色収差）とを無視できるように少なくしている。キセノンサーチライトはキセノンランプの点光源を回転放物線反射鏡で、平行光に集光しているため、色収差を無視できるように少なくしている。
ＬＥＤ投光器は複数のＬＥＤの光をプラスチック製のレンズを用いて集光しているため、色収差を打ち消しが困難となり、配光の変化だけではなく、ＬＥＤ投光器の光束の中央と周辺とでは、微妙に色あいが異なる。
【００２８】
ところで、実施例１では、ズ−ムレンズの画角変化と照明配光特性による、照明配光の変化の変調シェーディングを検出して補正している。さらに従来の放送用カメラでは、レンズの射出瞳長と色分解プリズムのエアギャップ付反射膜への入射角度による、垂直方向の色あいの変化の変調シェーディングも検出して補正している。
【００２９】
そこで、実施例３では、実施例１と同一の構成で、同心円状の照明配光の変化の輝度ムラ：変調シェーディング：MOD-SHADING（略してMOD又はMODSHAD）だけでなく、同心円状の照明の色あいの変化の変調シェーディングも検出して補正する。そして、ズ−ムレンズの画角変化と照明配光特性変化に対応して同心円状の照明配光の変化と色あいの変化との補正を調整された値は、ズ−ムレンズの画角変化と照明配光特性変化に対応してＣＰＵ４に記憶される。
【００３０】
画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートとそれを用いた本発明の他の一実施例の調整を説明する模式図の図９において、（ａ）の検出ゲート２１０−２１５（中央の左右の中間灰色）と検出ゲート２１６−２２１（中央の上下の中間灰色）と２２２−２２４の四隅の中間灰色の検出ゲートの映像信号とのＧ信号レベルとがそれぞれ所定の信号レベルとなるように、前記レンズアイリスを調整し、前記Ｇ信号に対して、Ｒ信号とＢ信号の信号レベルを合わせることにより、同心円状の照明配光の変化を検出して補正するだけではなく、同心円状の照明の色あいの変化も検出して補正するする。
実施例１の模式図の図３と実施例３の模式図の図９との相違は、グレースケールチャートの四隅の中間灰色の検出ゲート２２２−２２４が追加されたことである。
【００３１】
実施例３では、色収差を無視できるが大型で高価なキセノンサーチライトではなく、小型で安価なＬＥＤ投光器を用いても、配光の変化と配光の色あいの変化を補正し、侵入者の色を正確に再現する映像を取得することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明によれば、ズームレンズと、配光分布の半値角がズームレンズの画角より狭いズームレンズの光軸と同軸に調整されたＬＥＤ照明と、ＣＣＤ撮像素子とＡＦＥ等の周辺回路やＣＭＯＳ撮像素子等の１４ビット出力の撮像部と、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートによりＬＥＤ照明の配光分布による映像信号の変調シェーディングを検出し記憶し補正する変調シェーディング補正部とにより、夜間灯火のない領域を広い画角から望遠まで、およそ５倍のズーム比までもズームレンズと同軸ＬＥＤ照明で監視することが可能となる。
特に、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートにより画面中央の高輝度被写体周辺の暗部持ち上がり（ＡＣフレア）バランスと、高輝度被写体から離れた画面周辺の暗部持ち上がり（ＤＣフレア）バランスと検出し記憶し補正し収斂させるため、ズームレンズのフレアを許容でき、高価な反射防止の多層コーティングをおよそ１０郡のズームレンズのおよそ２０面の硝材と空気との境界の全ての反射防止のコーティングを高価な５層以上の真空蒸着コーティングではなく、大部分を安価な３層以下のコーティングで済ませることが可能となる。また硝材も全てを高価な高透過率の硝材ではなく、大部分を安価な中透過率の硝材で済ませることが可能となる。ズームレンズがおよそ数万円安価になる。また、ＣＣＤ撮像素子の表面反射も許容でき、高価な反射防止コーティングや反射防止フィルムなしで済ませることが可能となり、およそ千円ていど安価になる。それに対し、本発明のＡＦＥの１４ビット化とＦＰＧＡのゲート数の増加の価格上昇は、およそ千円ていどであり、累計では、およそ数万円安価になる。
【００３３】
さらに、非特許文献１の直径１２０ｍｍで光束３５１０ｌｍとハロゲンランプ単体と同等外形で半値角６０度と３２度と１８度の約３．３倍の角度比の複数の電源内臓ＬＥＤ投光器を用い、ＬＥＤ投光器を時分割発光の制御をすることによる約３．３倍の簡易ズーム投光器を用いれば、さらに広い画角からさらに望遠まで、およそ５倍の約３．３倍でおよそ１６倍のズーム比までも良好な撮影が可能となる。
つまり、小型雲台に小型１６倍のズームレンズとＨＤ−ＳＤＩ出力の撮像装置と直径１２０ｍｍのＬＥＤ投光器の３組とを搭載すれば、夜間灯火のない領域を広い画角から望遠まで、およそ１６倍のズーム比までも、放送可能な画質で監視映像を取得することが可能となる。大型雲台が小型雲台で済めば、工事費が、およそ百万円ていど安価になる。
【００３４】
言い換えれば、小型雲台に小型１６倍のズームレンズとＨＤ−ＳＤＩ出力の撮像装置と直径１２０ｍｍのＬＥＤ投光器の半値角６０度と３２度と１８度の３組とを搭載し時分割発光させ、ＣＣＤ撮像素子と１４ビットＡＦＥと、画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャートにより配光分布による映像信号の変調シェーディングを検出し記憶し補正する変調シェーディング補正部とにより、夜間灯火のない領域を広い画角から望遠まで、およそ１６倍のズーム比まで、放送可能な画質で監視映像を取得することが可能となる。
そのため、河川の氾濫や、峠の国道の山崩れや、港湾の高潮や津波等の夜間灯火のない領域を広い画角から望遠まで、監視することが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
１：テレビジョンカメラ（撮像）装置、２：レンズ、３：撮像部、４：ＣＰＵ、
５：補正含む映像信号処理部、６： フレア補正部、７：ＭＯＤＳＨＡＤ（輝度ムラ：変調シェーディング：MOD-SHADING（略してMOD又はMODSHAD））補正部、
８：色復調部、９：インタフェース（Ｉ／Ｏ）含む信号処理部、
１０：ＬＥＤ投光器、１１：ＣＣＤ等の撮像素子、１２：アナログフロントエンド、
１３：垂直転送部、１４：電動雲台、
４１〜４４、４１’、４２’、４３’：検出レベル、
１００：テレビジョンカメラ装置、１０２：光学系、１０４：波形モニタ、１０５：ピクチャモニタ、１１０：ビューファインダ、１２１：画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャート、
２００：表示映像、２０１〜２２５：検出ゲート、２５１〜２５３：走査ライン、２５０ｓ：映像信号レベル、２５１ｓ：走査ライン２５１での映像信号レベル、２５２ｓ：走査ライン２５２での映像信号レベル、２５３ｓ：走査ライン２５３での映像信号レベル、
５２１：画面中央白部と画面中央白部の左右隣接の暗部を有するグレースケールチャート、
６００：表示映像、
８０１：検出ゲート、８１０、８２０：表示画像、８５１：走査ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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