(57)【要約】【課題】赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替えを良好に行うことができる撮影装置を提供すること。【解決手段】本発明では、赤外光を照射しながら撮影を行う赤外撮影モードと、赤外光を照射せずに撮影を行う通常撮影モードとを切替可能に構成した撮影装置において、基準とする色の輝度を基準色輝度とするとともに、参照とする色の輝度を参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記参照色輝度との比が予め設定した範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるべく構成することにした。【選択図】　　　図１
2004146873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を照射しながら撮影を行う赤外撮影モードと、赤外光を照射せずに撮影を行う通常撮影モードとを切替可能に構成した撮影装置において、
第１の色の輝度を基準色輝度とするとともに、前記第１の色とは異なる第２の色の輝度を参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記参照色輝度との比が予め設定した範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるべく構成したことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記第１の色及び前記第２の色は、固体撮像素子に設けたカラーフィルターを構成する色であることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
赤外光を照射しながら撮影を行う赤外撮影モードと、赤外光を照射せずに撮影を行う通常撮影モードとを切替可能に構成した撮影装置において、
第１の色の輝度を基準色輝度とするとともに、前記第１の色とは異なる第２及び第３の２種類の色の輝度をそれぞれ第２の参照色輝度及び第３の参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記第２の参照色輝度との比が予め設定した第２の範囲を超えた場合、または前記基準色輝度と前記第３の参照色輝度との比が予め設定した第３の範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるべく構成したことを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色は、固体撮像素子に設けたカラーフィルターを構成する色であることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
【請求項５】
前記第１の色は、固体撮像素子に設けたカラーフィルターの色のうちで最も多く形成された色であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮影装置においては、監視用カメラなどに代表されるように、日中での撮影だけでなく夜間でも良好に撮影を行えるようにするために、被写体に向けて赤外光を照射しながら撮影を行えるように構成して、主に日中での撮影において自然光を利用して撮影を行う通常撮影モードと、主に夜間での撮影において赤外光を利用して撮影を行う赤外撮影モードとを有し、これらの撮影モードを撮影状況に応じて自動的に切替えるようにしたものが知られている。
【０００３】
具体的には、固体撮像素子の前方の光路上に赤外線カットフィルターを退避可能に配設するとともに、被写体に向けて赤外光を照射する赤外光照射装置を備えた構造とし、通常撮影モードでは、固体撮像素子の前方の光路上に赤外線カットフィルターを配置するとともに、被写体に向けて赤外光を照射せずに撮影を行ない、一方、赤外撮影モードでは、固体撮像素子の前方の光路上に赤外線カットフィルターを配置せずに、被写体に向けて赤外光を照射しながら撮影を行なうようにしていた。
【０００４】
そして、従来の撮影装置では、固体撮像素子から出力される映像信号の輝度に基づいて撮影モードを自動的に切替えるようにしていた。すなわち、従来の撮影装置では、固体撮像素子から出力される映像信号の輝度を計測し、その輝度が予め設定した所定値よりも低くなった場合には、通常撮影モードから赤外撮影モードに切替えて、赤外撮影モードで撮影を行うようにし、一方、輝度が所定値よりも高くなった場合には、赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えて、通常撮影モードで撮影を行うようにしていた（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６８３８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通常撮影モードにおいて計測される映像信号の輝度は自然光による輝度だけであるのに対して、赤外撮影モードにおいて計測される映像信号の輝度は自然光による輝度だけでなく赤外光による輝度も含まれているために、上記従来の撮影装置のように映像信号の輝度の高低変化だけに基づいて撮影モードの切替えを行うと、通常撮影モードから赤外撮影モードへは良好に撮影モードの切替を行うことができるが、赤外撮影モードから通常撮影モードへの撮影モードの切替えを良好に行うことができないおそれがあった。
【０００７】
まず、通常撮影モードから赤外撮影モードへの撮影モードの切替えについて説明する。通常撮影モードから赤外撮影モードへの撮影モードの切替えは、映像信号の輝度が所定値よりも低くなったときに行われる。そして、通常撮影モードでは、被写体に向けて赤外光を照射せずに自然光だけを利用して撮影を行うため、自然光による輝度が低下した場合に限って映像信号の輝度が低下することになる。
【０００８】
そのため、通常撮影モードにおいて映像信号の輝度が低下した場合には、撮影モードを通常撮影モードから赤外撮影モードに切替えて、被写体に向けて赤外光を照射することによって自然光による輝度の不足分を赤外光による輝度で補うことで、赤外撮影モードでの撮影を良好に行うことができる。
【０００９】
次に、赤外撮影モードから通常撮影モードへの撮影モードの切替えについて説明する。赤外撮影モードから通常撮影モードへの撮影モードの切替えは、映像信号の輝度が所定値よりも高くなったときに行われる。そして、赤外撮影モードでは、被写体に向けて赤外光を照射することによって自然光と赤外光とを利用して撮影を行うため、自然光による輝度が増加した場合だけでなく、赤外光による輝度が増加した場合にも、これらの総和として計測される映像信号の輝度は増加することになる。
【００１０】
そして、赤外撮影モードにおいて、自然光による輝度が増加したことによって映像信号の輝度が増加した場合には、赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えて、自然光による輝度だけで撮影を行っても良好に撮影を行うことができる。
【００１１】
しかしながら、赤外撮影モードにおいて、たとえば、撮影装置の近傍に被写体が近づくことによって被写体で反射した赤外光の光量が増加し、それに伴って、自然光による輝度は増加していないにもかかわらず赤外光による輝度だけが増加した場合には、固体撮像素子から出力される映像信号の輝度としては増加することになるため、撮影装置の撮影モードが赤外撮影モードから通常撮影モードに切替わり、それに伴って被写体への赤外光の照射がなくなり、その結果、自然光による輝度だけでは輝度不足となって良好な撮影が行えなくなる。そして、この場合には、輝度不足であることから通常撮影モードから赤外撮影モードに再び切替わり、さらに、赤外撮影モードから通常撮影モードに切替わるといった誤動作が繰り返し行われるおそれがある。
【００１２】
このように、固体撮像素子から出力される映像信号の輝度が、自然光による輝度と赤外光による輝度との総和であることから、輝度の変化だけからでは、自然光による輝度の変化なのか或いは赤外光による輝度の変化なのかを判別することができなかった。それにもかかわらず、従来の撮影装置にあっては、映像信号の輝度に基づいて撮影モードの切替えを行っていたため、自然光による輝度が増加していなくても、赤外光による輝度だけが増加した場合には、全体の輝度が増加していることから撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えてしまうといった誤動作をするおそれがあった。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に係る本発明では、赤外光を照射しながら撮影を行う赤外撮影モードと、赤外光を照射せずに撮影を行う通常撮影モードとを切替可能に構成した撮影装置において、第１の色の輝度を基準色輝度とするとともに、前記第１の色とは異なる第２の色の輝度を参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記参照色輝度との比が予め設定した範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるべく構成することにした。
【００１４】
また、請求項２に係る本発明では、請求項１に係る本発明において、前記第１の色及び前記第２の色は、固体撮像素子に設けたカラーフィルターを構成する色であることにした。
【００１５】
また、請求項３に係る本発明では、赤外光を照射しながら撮影を行う赤外撮影モードと、赤外光を照射せずに撮影を行う通常撮影モードとを切替可能に構成した撮影装置において、第１の色の輝度を基準色輝度とするとともに、前記第１の色とは異なる第２及び第３の２種類の色の輝度をそれぞれ第２の参照色輝度及び第３の参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記第２の参照色輝度との比が予め設定した第２の範囲を超えた場合、または前記基準色輝度と前記第３の参照色輝度との比が予め設定した第３の範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるべく構成することにした。
【００１６】
また、請求項４に係る本発明では、請求項３に係る本発明において、前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色は、固体撮像素子に設けたカラーフィルターを構成する色であることにした。
【００１７】
また、請求項５に係る本発明では、請求項１〜請求項４に係る本発明において、前記第１の色は、固体撮像素子に設けたカラーフィルターの色のうちで最も多く形成された色であることにした。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る撮影装置は、レンズ系の後方に固体撮像素子を配設して同固体撮像素子の前方に光路を形成するとともに、同固体撮像素子の前方の光路上に赤外線カットフィルターを退避可能に配設し、さらには、被写体に向けて赤外光を照射する赤外光照射装置を備えたものである。
【００１９】
また、撮影装置は、日中での撮影だけでなく夜間でも良好に撮影を行えるようにするために、主に日中での撮影において自然光を利用して撮影を行う通常撮影モードと主に夜間での撮影において赤外光を利用して撮影を行う赤外撮影モードとを有し、これらの撮影モードを撮影状況に応じて自動的に切替えるようにしたものである。
【００２０】
そして、通常撮影モードでは、固体撮像素子の前方の光路上に赤外線カットフィルターを配置するとともに、被写体に向けて赤外光を照射せずに撮影を行ない、一方、赤外撮影モードでは、固体撮像素子の前方の光路上に赤外線カットフィルターを配置せずに、被写体に向けて赤外光を照射しながら撮影を行なうようにしたものである。
【００２１】
しかも、本発明に係る撮影装置は、特定の第１の色を基準とする色とし、同第１の色とは異なる第２の色を参照とする色とし、固体撮像装置から得られる映像信号の輝度のうち基準とする色の輝度を基準色輝度とするとともに、参照とする色の輝度を参照色輝度とし、基準色輝度と参照色輝度との比が予め設定した範囲を超えた場合には、撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにしたものである。
【００２２】
このように、従来の撮像装置では、固体撮像装置から得られる映像信号の輝度が所定値よりも高くなった場合に撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにしていたのに対して、本発明に係る撮影装置では、輝度の比が所定範囲を超えた場合に撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにしている。
【００２３】
そして、本発明に係る撮影装置では、輝度の比が所定範囲を超えた場合に撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにすることによって、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替え時の誤動作の発生を未然に防止している。
【００２４】
これは、自然光による輝度が増加した場合と赤外光による輝度が増加した場合とでは、輝度としては同様に増加するものの、色成分ごとの輝度についてみると、その増加量が異なるため、色成分ごとの輝度の比をとることで、自然光による輝度の増加であるのか或いは赤外光による輝度の増加であるのかを判別することができることによるものである。
【００２５】
すなわち、自然光による輝度が増加した場合には、固体撮像素子に入光する自然光が固体撮像素子に設けたカラーフィルターによってカラーフィルターを構成する色に分光されるため、全ての色成分の輝度が同量だけ増加するのではなく、被写体の色に応じて特定の１色又は複数色の輝度だけが増加する。そのため、この場合には、基準とする色の輝度と参照とする色の輝度との増加量が異なり、その比が変化することになる。
【００２６】
一方、赤外光による輝度が増加した場合には、固体撮像素子に入光する赤外光が固体撮像素子に設けたカラーフィルターを均一に透過するため、全ての色成分の輝度がほぼ同じ比率で増加する。そのため、この場合には、基準とする色の輝度と参照とする輝度との増加率がほぼ等しくなり、その比は変化しないことになる。
【００２７】
したがって、自然光による輝度が増加した場合であっても、赤外光による輝度が増加した場合であっても、ともに輝度が増加することに変りがないが、自然光による輝度が増加した場合には、基準とする色の輝度と参照とする色の輝度との比が変化するのに対して、赤外光による輝度が増加した場合には、基準とする色の輝度と参照とする輝度との比が変化しない。
【００２８】
そのため、基準とする色の輝度と参照とする輝度との比を求めれば、その比の変化から自然光による輝度の増加であるのか或いは赤外光による輝度の増加であるのかを判別することができる。
【００２９】
このように、本発明に係る撮影装置では、基準とする色の輝度と参照とする輝度との比を求め、その比が所定範囲を超えた場合には、自然光による輝度が増加したので通常撮影モードに切替えても良好に撮影を行えると判断して、撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替える一方、基準とする色の輝度と参照とする輝度との比が所定範囲内にある場合には、自然光による輝度が増加していないにもかかわらず赤外光による輝度が増加したので通常撮影モードでは良好に撮影が行えないと判断して、撮影モードを切替えないようにしている。
【００３０】
以下に、本発明の具体的な実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
本発明に係る撮影装置１は、図１に模式的に示すように、レンズ系２の直後方に固体撮像素子３を配設して同固体撮像素子３の前方に光路を形成するとともに、同固体撮像素子３の前方の光路上に赤外線カットフィルター４を退避可能に配設し、さらには、被写体に向けて赤外光を照射するための赤外光照射装置５を備えたものである。
【００３２】
固体撮像素子３は、前面に赤色、緑色、青色から構成したカラーフィルター６（構成比は、赤色：緑色：青色＝１：２：１とする。）を形成しており、かかるカラーフィルター６でレンズ系２からの光を分光した後に、電気信号に変換して、後段に接続した信号処理回路７に出力するものである。
【００３３】
信号処理回路７は、固体撮像素子３から出力された電気信号をビデオ信号や映像信号に変換処理し、出力端子８からビデオ信号を出力するとともに、後段に接続した検波回路９に映像信号を出力するものである。
【００３４】
検波回路９は、信号処理回路７から出力された映像信号から各色成分の輝度を検波し、後段に接続した制御回路１０に各色成分の輝度を出力するものである。
【００３５】
ここで、各色成分の輝度は、固体撮像素子３の有効撮像領域の全体又は一部の輝度を積分したものであり、本実施例では、カラーフィルター６を構成する色のうち最も多く形成された色である緑色を基準とする色（第１の色）としており、その輝度を基準色輝度と呼び、その他の赤色と青色とを参照とする色（第２の色及び第３の色）として、その輝度をそれぞれ第２の参照色輝度、第３の参照色輝度と呼ぶことにする。
【００３６】
そして、制御回路１０は、検波回路９から出力された基準色輝度や第１の参照色輝度や第２の参照色輝度に基づいて、露光制御やホワイトバランス制御、さらには、後述する撮影モードの切替制御を行っている。
【００３７】
また、固体撮像素子３には、同固体撮像素子３を駆動するための駆動回路１１が接続されており、かかる駆動回路１１は、制御回路１０によって駆動制御されている。
【００３８】
赤外線カットフィルター４には、同赤外線カットフィルター４を光路上の所定位置に配置した姿勢と、赤外線カットフィルター４を光路上から対比させた位置に配置した姿勢とに姿勢変更するための姿勢変更手段１２が接続されており、かかる姿勢変更手段１２は、制御回路１０によって駆動制御されている。
【００３９】
赤外光照射装置５は、制御回路１０に直接接続されており、同制御回路１０によって駆動制御されている。
【００４０】
そして、撮影装置１は、撮影モードを主に自然光を利用して撮影を行う通常撮影モードと主に赤外光を利用して撮影を行う赤外撮影モードとを有しており、これらの撮影モードを撮影状況に応じて制御回路１０によって自動的に切替えるようにしている。
【００４１】
すなわち、撮影装置１は、被写体に向けて赤外光を照射しなくても自然光だけを利用して良好に撮影を行えると判断した場合には、撮影モードを通常撮影モードとし、かかる通常撮影モードでは、制御回路１０によって姿勢変更手段１２を駆動して、固体撮像素子３の前方の光路上に赤外線カットフィルター４を配置するとともに、被写体に向けて赤外光を照射せずに撮影を行なう。
【００４２】
この場合には、赤外線カットフィルター４によって赤外光が固体撮像素子３に入光するのを遮断するため、色再現性のよい画像を得ることができる。
【００４３】
一方、撮影装置１は、自然光だけでは良好に撮影を行えず、被写体に向けて赤外光を照射して赤外光を利用することによって良好に撮影を行えると判断した場合には、撮影モードを赤外撮影モードとし、かかる赤外撮影モードでは、制御回路１０によって姿勢変更手段１２を駆動して、固体撮像素子３の前方の光路上から赤外線カットフィルター４を退避させるとともに、赤外光照射装置５を駆動して、被写体に向けて赤外光を照射しながら撮影を行なう。
【００４４】
この場合には、赤外光を利用して撮影が行えるため、通常撮影モードでは輝度不足で良好に撮影することができない暗所でも良好に撮影を行える。
【００４５】
そして、撮影装置１は、次のようにして撮影モードを通常撮影モードから赤外撮影モードに或いは赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えている。
【００４６】
すなわち、撮影装置１は、検波回路９から出力された基準色輝度と第１の参照色輝度と第２の参照色輝度との総和を制御回路１０で算出し、その総和が予め設定した閾値よりも小さくなった場合に、制御回路１０によって撮影モードを通常撮影モードから赤外撮影モードに切替えるようにしている。
【００４７】
ここで、閾値は、制御回路１０に予め設定した固定値とする場合に限られず、外部から予め設定できるようにしてもよい。また、閾値と比較する輝度は、輝度の総和である必要はなく、特定の色の輝度（たとえば、基準色輝度）を用いてもよい。
【００４８】
一方、撮影装置１は、検波回路９から出力された基準色輝度と第２の参照色輝度と第３の参照色輝度とに基づいて制御回路１０で基準色輝度と第２の参照色輝度との比、及び基準色輝度と第３の参照色輝度との比を算出し、基準色輝度と第２の参照色輝度との比が予め設定した第２の範囲（図２中に、符号１３で示す範囲。）を超えた場合、または基準色輝度と第３の参照色輝度との比が予め設定した第３の範囲（図２中に、符号１４で示す範囲。）を超えた場合（図２中の斜線で示した領域を超えた場合）に、制御回路１０によって撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにしている。
【００４９】
ここで、第２の範囲及び第３の範囲は、制御回路１０に予め設定した固定範囲とする場合に限られず、外部から予め設定できるようにしてもよく、また、通常撮影モードから赤外撮影モードに撮影モードを切替えた直後の基準色輝度と第２又は第３の参照色輝度との比を初期値とし、かかる初期値に所定値を増減した値の範囲としてもよく、さらには、第２の範囲と第３の範囲とで形成される２次元的な範囲の形状が図２に示したように矩形状となる場合に限られず、円形状や楕円形状となるようにしてもよい。
【００５０】
また、参照色としては、２種類の色を用いる場合に限られず、１色だけを用いてもよい。この場合には、基準色輝度と参照色輝度（たとえば、第２の参照色輝度又は第３の参照色輝度）との比が所定範囲を超えたときに、撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替える。
【００５１】
このように、本発明に係る撮影装置１は、基準色輝度と参照色輝度との比が予め設定した範囲を超えた場合に、赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにしているため、赤外撮影モード時において自然光の輝度が増加した場合にだけ撮影モードを赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えることができ、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替え時の誤動作の発生を未然に防止することができて、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替えを良好に行うことができる。
【００５２】
特に、参照色として２種類の色を用い、基準色輝度と第２の参照色輝度との比が予め設定した第２の範囲を超えた場合、または基準色輝度と第３の参照色輝度との比が予め設定した第３の範囲を超えた場合に、赤外撮影モードから通常撮影モードに切替えるようにすることによって、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替えをより一層正確に行うことができる。
【００５３】
そして、基準とする色及び参照とする色には何ら制限はないが、基準とする色及び参照とする色として固体撮像素子３に設けたカラーフィルター６を構成する色を用いることによって、基準色輝度や参照色輝度を算出する処理を別途行う必要がなくなり、固体撮像素子３の後段に設けた制御回路１０で行うホワイトバランス制御などの信号処理過程で使用される信号を基準色輝度や参照色輝度として兼用することができる。
【００５４】
特に、基準とする色として固体撮像素子３に設けたカラーフィルター６の色のうちで最も多く形成された色を用いた場合には、基準色輝度を精度良く計測することができ、基準色輝度と参照色輝度との比を正確に求めることができ、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替え精度を向上させることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５６】
すなわち、請求項１に係る本発明では、第１の色の輝度を基準色輝度とするとともに、前記第１の色とは異なる第２の色の輝度を参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記参照色輝度との比が予め設定した範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるようにしているため、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替えを良好に行うことができる。
【００５７】
また、請求項２に係る本発明では、前記第１の色及び前記第２の色として固体撮像素子に設けたカラーフィルターを構成する色を用いることにしているため、基準色輝度や参照色輝度を算出する処理を別途行う必要がなくなり、固体撮像素子の後段に設けた信号処理過程で使用される信号を基準色輝度や参照色輝度として兼用することができる。
【００５８】
また、請求項３に係る本発明では、第１の色の輝度を基準色輝度とするとともに、前記第１の色とは異なる第２及び第３の２種類の色の輝度をそれぞれ第２の参照色輝度及び第３の参照色輝度とし、前記基準色輝度と前記第２の参照色輝度との比が予め設定した第２の範囲を超えた場合、または前記基準色輝度と前記第３の参照色輝度との比が予め設定した第３の範囲を超えた場合には、前記赤外撮影モードから前記通常撮影モードに切替えるようにしているため、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替えをより一層正確に行うことができる。
【００５９】
また、請求項４に係る本発明では、前記第１の色、前記第２の色、及び前記第３の色として固体撮像素子に設けたカラーフィルターを構成する色を用いることにしているため、基準色輝度や参照色輝度を算出する処理を別途行う必要がなくなり、固体撮像素子の後段に設けた信号処理過程で使用される信号を基準色輝度や参照色輝度として兼用することができる。
【００６０】
また、請求項５に係る本発明では、前記第１の色として固体撮像素子に設けたカラーフィルターの色のうちで最も多く形成された色を用いることにしているため、基準色輝度を精度良く計測することができ、基準色輝度と参照色輝度との比を正確に求めることができ、赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替え精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮影装置の構成を示す模式図。
【図２】赤外撮影モードから通常撮影モードへの切替を示す説明図。
【符号の説明】
１　撮影装置
２　レンズ系
３　固体撮像素子
４　赤外線カットフィルター
５　赤外光照射装置
６　カラーフィルター
７　信号処理回路
８　出力端子
９　検波回路
１０　制御回路
１１　駆動回路
１２　姿勢変更手段
【図１】
2004146873.tif 000003
【図２】
2004146873.tif 000004