(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系を介して光学像が結像され、前記光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路に挿入されて前記撮像素子に到達する前記光学像に含まれる赤外光の量を低減する赤外光低減手段と、
前記画像信号に応じて被写体の輝度を検出して照度検出結果を得る検出手段と、
前記被写体を赤外光で照明する照明手段と、
前記照明手段による赤外光の発光強度に応じて前記赤外光低減手段の前記光路に対する挿入を行う際の閾値を補正する補正手段と、
前記照度検出結果と前記補正された閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記発光強度が強くなるにつれて前記閾値が大きくなるように補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記閾値を補正する代わりに、前記赤外光低減手段が前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路から抜去された状態で前記検出手段から得られた前記照度検出結果を補正し、
前記制御手段は、前記補正された照度検出結果と前記閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入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４】
前記補正手段は、前記発光強度が強くなるにつれて前記照度検出結果が小さくなるように補正を行うことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正手段は前記発光強度の変化率と前記照度検出結果の上昇分とに基づいて、補正のための補正値を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記照度検出結果と前記発光強度との関係に応じて補正のための補正値が規定されている補正データテーブルによって、補正のための補正値を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記撮像装置から被写体までの距離、前記照明手段の温度、および前記照明手段の経年変化の少なくとも１つを考慮して、前記補正を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は前記赤外光低減手段を前記光路に挿入すると、撮影モードをカラー撮影モードに切り換え、前記赤外光低減手段を前記光路から抜去すると、前記撮影モードをモノクロ撮影モードに切り換えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記モノクロ撮影モードの際に前記照明手段による照明を行うことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記照度検出結果が前記補正された閾値よりも大きいと前記照明手段による照明を停止して、前記撮影モードを前記モノクロ撮影モードから前記カラー撮影モードに切り換えることを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮影光学系を介して光学像が結像され、前記光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路に挿入されて前記撮像素子に到達する前記光学像に含まれる赤外光の量を低減する赤外光低減手段と、被写体を赤外光で照明する照明手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
前記画像信号に応じて被写体の輝度を検出して照度検出結果を得る検出ステップと、
前記照明手段による赤外光の発光強度に応じて前記赤外光低減手段の前記光路に対する挿入を行う際の閾値を補正する補正ステップと、
前記照度検出結果と前記補正された閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入する制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
撮影光学系を介して光学像が結像され、前記光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路に挿入されて前記撮像素子に到達する前記光学像に含まれる赤外光の量を低減する赤外光低減手段と、被写体を赤外光で照明する照明手段とを有する撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記画像信号に応じて被写体の輝度を検出して照度検出結果を得る検出ステップと、
前記照明手段による赤外光の発光強度に応じて前記赤外光低減手段の前記光路に対する挿入を行う際の閾値を補正する補正ステップと、
前記照度検出結果と前記補正された閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入する制御ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系の光路に挿抜可能な赤外光低減部を備える撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、赤外光低減部を被写体の照度に応じて挿抜する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラなどの撮像装置において、赤外光低減部である赤外カットフィルタを被写体の照度に応じて撮影光学系の光路から選択的に挿抜するとともに撮影モードを切り換える手法（以下オートデイナイトという）が用いられている。
【０００３】
オートデイナイトにおいては、被写体の照度が所定の照度よりも高いと、光路に赤外カットフィルタを挿入して、近赤外光（波長＝約７００ｎｍ以上）をカットする。一方、被写体の照度が所定の照度以下となると、光路から赤外カットフィルタを抜去して、近赤外領域の光を通過させて感度を上昇させる。
【０００４】
上述のように、近赤外領域の光が通過すると、画像における色バランスが崩れるので、赤外カットフィルタを抜去した際には、撮影モードをカラー画像モード（デイモード）からモノクロ画像モード（ナイトモード）に切り換える必要がある。
【０００５】
なお、被写体の照度を検出する際には、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子の出力である画像信号によって被写体の照度（つまり、輝度）を検出するか又は撮影光学系とは別に設けられた照度センサを用いて被写体の照度を検出する。
【０００６】
さらに、撮像装置において、赤外照明部を備えて、ナイトモードの際に赤外照明部によって赤外光で被写体を照明するようにしたものがある。この撮像装置においては、赤外光による照明を行うことによって、低照度下においても確実に被写体を撮影するようにしている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２２９０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、撮像素子の出力である画像信号に応じて得られた被写体輝度に基づいて撮影モード切り換えを行う際には、デイモードとナイトモードとにおいて画像信号の信号レベルが大きく変動する。この結果、短時間で撮影モードの切り換えが繰り返される所謂ハンチング現象が生じる。
【０００９】
このようなハンチング現象を防止するため、ナイトモードに切り換えた後に得られる被写体照度よりもさらに被写体照度が明るくなった場合にデイモードに切り換えることが考えられる。ところが、赤外照明部を備える撮像装置において、赤外照明部における発光強度が変化すると、所望のタイミングで撮影モードの切り換えをおこなうことが困難となる。
【００１０】
一方、特許文献１に記載の撮像装置においては、撮影光学系とは別に設けられた照度センサを用いて被写体の照度を検出しているものの、撮像装置は別に照度センサを備える必要があり、不可避的に撮像装置自体がコストアップしてしまう。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、赤外光を照射して撮影を行う場合に、撮影モードの切り換えを行ってもハンチング現象が生じることなく、所望のタイミングで撮影モードの切り換えを行うことのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明による撮像装置は、撮影光学系を介して光学像が結像され、前記光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子を有する撮像装置であって、前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路に挿入されて前記撮像素子に到達する前記光学像に含まれる赤外光の量を低減する赤外光低減手段と、前記画像信号に応じて被写体の輝度を検出して照度検出結果を得る検出手段と、前記被写体を赤外光で照明する照明手段と、前記照明手段による赤外光の発光強度に応じて前記赤外光低減手段の前記光路に対する挿入を行う際の閾値を補正する補正手段と、前記照度検出結果と前記補正された閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明による制御方法は、撮影光学系を介して光学像が結像され、前記光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路に挿入されて前記撮像素子に到達する前記光学像に含まれる赤外光の量を低減する赤外光低減手段と、被写体を赤外光で照明する照明手段とを有する撮像装置の制御方法であって、前記画像信号に応じて被写体の輝度を検出して照度検出結果を得る検出ステップと、前記照明手段による赤外光の発光強度に応じて前記赤外光低減手段の前記光路に対する挿入を行う際の閾値を補正する補正ステップと、前記照度検出結果と前記補正された閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入する制御ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明による制御プログラムは、撮影光学系を介して光学像が結像され、前記光学像に応じた画像信号を出力する撮像素子と、前記撮影光学系と前記撮像素子との間の光路に挿入されて前記撮像素子に到達する前記光学像に含まれる赤外光の量を低減する赤外光低減手段と、被写体を赤外光で照明する照明手段とを有する撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記画像信号に応じて被写体の輝度を検出して照度検出結果を得る検出ステップと、前記照明手段による赤外光の発光強度に応じて前記赤外光低減手段の前記光路に対する挿入を行う際の閾値を補正する補正ステップと、前記照度検出結果と前記補正された閾値とを比較して、当該比較結果に応じて前記赤外光低減手段を前記光路に挿入する制御ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、赤外光を照射して撮影を行う場合に、撮影モードの切り換えを行ってもハンチング現象が生じることなく、所望のタイミングで撮影モードの切り換えを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による撮像装置の一例についてその構成を示す図である。
【図２】図１に示す制御回路の構成についてその一例を示すブロック図である。
【図３】図１に示すカメラにおいて行われるモード切り換え動作のためのモード判定処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施の形態による撮像装置の一例についてその構成を示す図である。
【００１９】
図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、撮影光学系である複数の撮像レンズ１を有している。撮影光学系の後段にはフィルタ切り換え機構３が配置されている。そして、このフィルタ切り換え機構３には赤外カットフィルタ４（赤外光低減手段）および透明基板５を有するフィルタ部が備えられている。赤外カットフィルタ４は、撮像素子７に到達する赤外光の量を低減するものであれば、赤外光を完全に遮断するものでもよいし、赤外光を完全には遮断しないが遮光率が所定値以上（例えば、９０％以上）で十分な低減効果が得られるものでもよい。
【００２０】
フィルタ部は、撮影光学系の光軸（つまり、光路）２に直交（交差）する方向に移動可能であって、フィルタ部の移動に応じて選択的に赤外カットフィルタ４又は透明基板５が光軸２上に位置づけられる。つまり、制御回路１０の制御下で赤外カットフィルタ挿抜用モータ６を駆動して赤外カットフィルタ４又は透明基板５を選択的に光軸２上に挿入又は抜去することができる（言い換えると、赤外カットフィルタ４を光路に対して挿抜することができる）。
【００２１】
フィルタ切り換え機構３の後段には、ＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子７が配置されており、撮像素子７には撮影光学系を介して光学像（被写体像）が結像する。そして、撮像素子７は光学像に応じた画像信号を制御回路１０に出力する。
【００２２】
制御回路１０には赤外照明部１１が接続されており、赤外照明部１１はＬＥＤなどを光源にして、制御回路１０の制御下で被写体に対して赤外光による照明を行う。制御回路１０はカメラ全体の制御を司り、制御回路１０は電源の入力を制御するとともに、画像信号に応じた映像信号を出力する。
【００２３】
撮像レンズ１の少なくとも１つはズームレンズであり、制御回路１０はズーム用モータ１２を駆動制御して、撮像レンズ１を光軸２に沿って移動させ、撮像レンズ１の焦点距離を広角から望遠まで変化させる。
【００２４】
図２は、図１に示す制御回路１０の構成についてその一例を示すブロック図である。なお、図２においては、図１に示すフィルタ切り換え機構３が省略され、１つの撮像レンズ１のみが示されている。
【００２５】
制御回路１０は、カメラ制御回路２１、撮像素子制御回路２２、映像信号処理回路２４、赤外カットフィルタ制御回路２５、測光回路２６、映像信号出力回路２７、赤外照明制御回路２８、およびズームモータ制御回路２９を有している。
【００２６】
撮影の際には、撮像レンズ１から入射した光学像はＩＲカットフィルタ４又は透明基板５を透過して撮像素子７に結像する。撮像素子制御回路２２は撮像素子７の読み出し制御を行って撮像素子７から光学像に応じた画像信号を出力させる。そして、撮像素子制御回路２２は画像信号を測光回路２６および映像信号処理回路２４に送る。
【００２７】
映像信号処理回路２４は画像信号に対して所定の信号処理を行ってカラー又は白黒の映像信号を生成する。そして、この映像信号は映像信号出力回路２７よって外部に出力される。
【００２８】
測光回路２６は、画像信号に応じて被写体の照度（つまり、輝度）を測光して、照度検出結果をカメラ制御回路２１に送る。そして、カメラ制御回路２１は、照度検出結果に応じてＩＲカットフィルタ制御回路２５および赤外照明制御回路２８を制御する。
【００２９】
これによって、ＩＲカットフィルタ制御回路２５および赤外照明制御回路２８はそれぞれ赤外カットフィルタ挿抜用モータ６および赤外照明部１１を駆動制御する。
【００３０】
なお、カメラ制御回路２１は、ズームモータ制御回路２９によってズーム用モータ１２を駆動制御して、撮像レンズ１を光軸２に沿って移動させ、撮像レンズ１の焦点距離を広角から望遠まで変化させる。
【００３１】
図３は、図１に示すカメラにおいて行われるモード切り換え動作のためのモード判定処理を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理はカメラ制御回路２１の制御下で行われ、例えば、カメラの電源がオン状態のときに自動的に繰り返し実行される。
【００３２】
モード判定処理を開始すると、カメラ制御回路２１は測光回路２６から照度検出結果（被写体照度Ｙ１）を得る（ステップＳ３０１）。続いて、カメラ制御回路２１は現在の撮影モードがデイモード（つまり、カラー撮影モード）であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。
【００３３】
撮影モードがデイモードであると（ステップＳ３０２において、ＹＥＳ）、カメラ制御回路２１は被写体照度Ｙ１と予め設定された第１の切り換え閾値ＴＨＤＮとを比較して、その比較結果に応じて被写体照度Ｙ１＜第１の切り換え閾値ＴＨＤＮであるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。
【００３４】
なお、第１の切り換え閾値ＴＨＤＮは撮影モードをデイモードからナイトモードに切り換えるための閾値である。
【００３５】
被写体照度Ｙ１＜第１の切り換え閾値ＴＨＤＮ（被写体照度Ｙ１が第１の切り換え閾値未満）であると（ステップＳ３０３において、ＹＥＳ）、カメラ制御回路２１は撮影モードをデイモードからナイトモード（つまり、モノクロ撮影モード）に切り換える（ステップＳ３０４）。デイモードからナイトモードへの切り換えに合わせて、カメラ制御回路２１は、ＩＲカットフィルタ制御回路２５を制御して、赤外カットフィルタ４を光軸２上から抜去する。
【００３６】
続いて、カメラ制御回路２１は測光回路２６から照度検出結果を被写体照度Ｙ２として得る（ステップＳ３０５）。前述のように、ナイトモードにおいては赤外カットフィルタが抜去されて感度が上がっているので、ナイトモードにおける被写体照度をＹ２とする。なお、赤外光を含む撮影環境下においては、被写体照度Ｙ２は被写体照度Ｙ１以上となることがある。
【００３７】
次に、カメラ制御回路２１は被写体を赤外照明するため、赤外照明制御回路２８によって赤外照明部１１を点灯する（ステップＳ３０６）。そして、カメラ制御回路２１は、赤外照明制御回路２８から赤外照明部１１における発光強度をＰ１として得る（ステップＳ３０７）。
【００３８】
続いて、カメラ制御回路２１は測光回路２６から照度検出結果を被写体照度Ｙ３として得る（ステップＳ３０８）。ここでは、被写体が赤外照明されているので、赤外照明下における被写体照度をＹ３とする。なお、赤外照明下においては、一般に被写体照度Ｙ３は被写体照度Ｙ２以上となる。
【００３９】
その後、カメラ制御回路２１は被写体照度Ｙ２と被写体照度Ｙ３との差分をとって、当該差分を赤外照明に起因する上昇した分である被写体照度Ｙｕｐとする（ステップＳ３０９）。
【００４０】
続いて、カメラ制御回路２１は被写体照度Ｙ２に基づいてナイトモードからデイモードに切り換える際に用いられる第２の切り換え閾値ＴＨＮＤ１を求める（ステップＳ３１０）。そして、カメラ制御回路２１はモード判定処理を終了する。
【００４１】
なお、第２の切り換え閾値ＴＨＮＤ１は、例えば、ＴＨＮＤ１＝Ｙ２＋αとして算出される。変数αは撮影モード切り換えの際のハンチングを防止するためのヒステリシスである。変数αを大きく設定すれば、ハンチングをよりよく防止することができる。一方、変数αを小さく設定すれば、ナイトモードからデイモードへの切り換えをより迅速に行うことができる。
【００４２】
被写体照度Ｙ１≧第１の切り換え閾値ＴＨＤＮ（被写体照度Ｙ１が第１の切り換え閾値以上）であると（ステップＳ３０３において、ＮＯ）、カメラ制御回路２１はモード判定処理を終了する。
【００４３】
撮影モードがデイモードでないと（ステップＳ３０２において、ＮＯ）、つまり、撮影モードがナイトモードであると、カメラ制御回路２１は、赤外照明制御回路２８から赤外照明部１１における発光強度をＰ２として得る（ステップＳ３１１）。
【００４４】
ナイトモードへの切り換えのときから赤外照明部１１における発光強度に変化があると、発光強度Ｐ２は発光強度Ｐ１とは異なることになる。一方、ナイトモードへの切り換えのときから赤外照明部１１における発光強度に変化がなければ、発光強度Ｐ２は発光強度Ｐ１とは等しくなる。
【００４５】
続いて、カメラ制御回路２１は、ステップＳ３１０で求めた第２の切り換え閾値ＴＨＮＤ１を補正して、補正後の閾値を第３の切り換え閾値ＴＨＮＤ２とする（ステップＳ３１２）。ここでは、カメラ制御回路２１は赤外照明による被写体照度の上昇値（補正値）を加算して第２の切り換え閾値を補正する。この場合、補正値は赤外照明部１１による発光強度が強くなる程大きくなり、発光強度が弱くなる程小さくなる。
【００４６】
発光強度Ｐ２がゼロ（消灯状態）であると補正値はゼロとなり、発光強度Ｐ２が発光強度Ｐ１と等しい場合には、補正値は上昇分である被写体照度Ｙｕｐと等しくなる。よって、第３の切り換え閾値ＴＨＮＤ２は、例えば、ＴＨＮＤ２＝ＴＨＮＤ１＋（Ｙｕｐ×Ｐ２／Ｐ１）によって求められることになる。なお、Ｐ２／Ｐ１は発光強度の変化率を示すことになる。
【００４７】
なお、カメラ制御回路２１は、内蔵メモリなどに予め記録された補正データテーブルに基づいて補正を行うようにしてもよい。この補正データテーブルには、例えば、被写体照度と発光強度との関係に応じて補正のための補正値が規定されている。
【００４８】
さらには、赤外照明による被写体照度の上昇分は、被写体までの距離、赤外照明部１１の温度、赤外照明部１１の経年劣化（つまり、経年変化）によっても変化するので、これらも考慮すれば、より正確に補正を行うことができる。
【００４９】
続いて、カメラ制御回路２１は被写体照度Ｙ１と第３の切り換え閾値ＴＨＮＤ２とを比較して、被写体照度Ｙ１＞第３の切り換え閾値ＴＨＮＤ２であるか否かを判定する（ステップＳ３１３）。被写体照度Ｙ１＞第３の切り換え閾値ＴＨＮＤ２であると（ステップＳ３１３において、ＹＥＳ）、カメラ制御回路２１は赤外照明制御回路２８によって赤外照明部１１を消灯する（ステップＳ３１４）。つまり、カメラ制御回路２１は赤外照明部１１による照明を停止する。
【００５０】
その後、カメラ制御回路２１は撮影モードをナイトモードからデイモードに切り換える（ステップＳ３１５）。このとき、ナイトモードからデイモードへの切り換えに合わせて、カメラ制御回路２１は、ＩＲカットフィルタ制御回路２５を制御して、赤外カットフィルタ４を光軸２上へ挿入する。そして、カメラ制御回路２１はモード判定処理を終了する。
【００５１】
被写体照度Ｙ１≦第３の切り換え閾値ＴＨＮＤ２であると（ステップＳ３１３において、ＮＯ）、カメラ制御回路２１はモード判定処理を終了する。
【００５２】
このように、本発明の実施の形態では、赤外照明部１１の発光強度に応じて、ナイトモードからデイモードに切り換えるための第２の切り換え閾値を補正するようにしたので、発光強度の変化の影響によって撮影モードが不用意に切り換わることを防止することができる。
【００５３】
なお、上述の説明では、ステップＳ３１２において、ナイトモードからデイモードへ切り換えるための第２の切り換え閾値を、赤外照明による被写体照度の上昇分を加算して補正するようにしたが、被写体照度から赤外照明による被写体照度の上昇分を減算して補正するようにしてもよい。
【００５４】
上述の説明から明らかなように、図１および図２に示す例では、測光回路２６が検出手段として機能し、カメラ制御回路２１が補正手段として機能する。また、カメラ制御回路２１および赤外カットフィルタ挿抜用モータ６が制御手段として機能する。
【００５５】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【００５６】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【００５７】
［その他の実施形態］
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】
【００５８】
１  撮像レンズ
３  フィルタ切り換え機構
４  赤外カットフィルタ
５  透明基板
６  赤外カットフィルタ挿抜用モータ
７  撮像素子
１０  制御回路
１１  赤外照明部
１２  ズーム用モータ
２１  カメラ制御回路
【図１】
0006472209.tif 000002
【図２】
0006472209.tif 000003
【図３】
0006472209.tif 000004