(57)【要約】【課題】白黒撮像時における高感度を実現しつつ残像の発生と消費電力を抑える。【解決手段】近赤外光および可視光に感度を有し、近赤外光を通過させるカラーフィルタが載せられたＣＣＤ１２に、赤外光カットフィルタ１３の位置と光学ガラス１４の位置を、ＣＣＤ１２への入射光が赤外カットフィルタ１３を通る位置と光学ガラス１４を通る位置を切換機構１５で選択的に切り換える。赤外カットフィルタ１３が入射光を通す位置にあるときに、ＬＥＤ２４の明るさを制御する場合に、撮像された映像信号の所望のフレームに合わせて制御する。これにより、少ない電力で被写体を明るく撮像することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近赤外光および可視光に感度を有する固体撮像素子と、
被写体を照らす照明装置と、
前記固体撮像素子に赤外線が入射されることをカットする赤外カットフィルタと、
前記赤外カットフィルタの位置を、前記固体撮像素子への入射光が前記赤外カットフィルタを通る位置と通らない位置との間で切り換える切換手段と、
前記赤外カットフィルタを通さずに前記固体撮像素子に入射光が入射される場合に、前記固体撮像素子を介して得られる明るさ情報に基づき、前記近赤外光を発する前記照明装置の明るさを制御する制御手段とを具備したことを特徴とするビデオカメラの照明制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、撮像された映像信号を所望のフレームレートに合わせて制御することを特徴する請求項１記載のビデオカメラの照明制御装置。
【請求項３】
前記フレームレートに合わせる制御は、ネットワークに送出するタイミングに同期させるか前記映像信号を記録する記録装置の間欠記録動作に連動させたことを特徴とする請求項２記載のビデオカメラの照明制御装置。
【請求項４】
前記照明装置の点灯期間が１フレーム以下の場合、該照明装置の駆動タイミングを、フィールド毎の前記固体撮像素子の露光時間内に、同じ期間点灯するように駆動したことを特徴とすることを特徴する請求項１記載のビデオカメラの照明制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、監視カメラ等のビデオカメラとその撮像する被写体を明るく照らす照明の制御を行うビデオカメラの照明制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視カメラでは、昼間の明るい環境ではカラーカメラとして動作し、夜間等の照明が十分得られない環境では高感度の白黒カメラとして動作するデーナイト機能を備えている。（例えば、特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−５９７９８公報（第３〜４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１の技術は、白黒映像では固体撮像素子の近赤外領域の感度を利用するために高い感度が得られる。白黒映像となった場合に明るく撮像するために近赤外照明を使用することがある。この場合、固体撮像素子の蓄積時間を長く取ると動く被写体に対しては残像が発生する、という問題があった。
【０００５】
また、上記した特許文献２の技術は、ネットワークへ所望のフレームレートで画像を送出する場合あるいは記録装置に間欠記録を行う場合には、照明の点灯タイミングを撮像装置の所望の撮像タイミングに合わせることができなかった。
【０００６】
この発明の目的は、白黒撮像時における高感度を実現しつつ残像の発生を抑えたビデオカメラの照明制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、この発明のビデオカメラの照明制御装置は、被写体を照らす照明装置と、前記固体撮像素子に赤外線が入射されることをカットする赤外カットフィルタと、前記赤外カットフィルタの位置を、前記固体撮像素子への入射光が前記赤外カットフィルタを通る位置を通らない位置との間で切り換える切換手段と、前記赤外カットフィルタを通さずに前記固体撮像素子に入射光が入射される場合に、前記固体撮像素子を介して得られる明るさ情報に基づき、前記近赤外光を発する前記照明装置の明るさを制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施の形態について説明するためのシステム構成図を示し、デーナイト機能を備えたＣＣＤカメラの適用したものである。
このＣＣＤカメラでは、Ｇ（緑）の原色フィルタとＹｅ（黄）、Ｃｙ（シアン）、Ｍｇ（マゼンダ）の各補色フィルタとを色差線順次方式で配列されたカラーフィルタが搭載されている。このカラーフィルタは、例えばフォトンレジスタ工程でオンチップカラーフィルタとして形成する。
【０００９】
補色フィルタとしては、近赤外光領域のうち例えば７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域における透過率が、本来の補色の波長領域における透過率と同程度に高いものが用いられる。
【００１０】
図１において、撮像レンズ１１とＣＣＤ１２との間には平面的に一体形成され、図中矢印方向に移動可能に支持されたＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）カットフィルタ１３か光学ガラス１４かの何れかを選択的に配置させる。ＩＲカットフィルタ１３と光学ガラス１４は、カメラ筐体に設けられた図示しない操作釦の操作に基づく切換機構１５の操作の動作により、位置Ｐ１とＰ２の間で位置を移動可能となる。光学ガラス１４は、ＩＲカットフィルタ１３が使用状態にないときの光学系の調整を図るためのものである。
【００１１】
Ｐ１の位置では、ＩＲカットフィルタ１３が撮像レンズ１１とＣＣＤ１２との間に配置された状態となる。また、Ｐ２の位置では、光学ガラス１４が撮像レンズ１１のＣＣＤ１２との間に配置された状態となる。すなわち、Ｐ１はＩＲカットフィルタ１３を介してＣＣＤ１２へ入射光を取り込み、Ｐ２は光学フィルタ１４を介してＣＣＤ１２へ入射光を取り込む位置である。
【００１２】
ＣＣＤ１２の出力信号は、サンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路１６を介してＡ／Ｄコンバータ１７に入力してデジタル信号に変換し、カメラ映像信号処理回路１８へ出力される。映像信号処理回路１８では、ニー処理、γ補正、輝度信号Ｙおよび色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙの生成演算の映像信号処理が施される。映像信号処理回路１８の出力は画像圧縮回路１９で圧縮された後、ネットワーク制御回路２０でパケットデータに変換してＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）へ出力される。
【００１３】
映像信号処理回路１８は、画面全体の明るさを検出した信号ａを制御回路２１へ、水平、垂直信号ｂを制御回路２１、画像圧縮回路１９、ＣＣＤ１２を駆動させる駆動回路２２の駆動信号を発生するタイミング発生回路２３へそれぞれ出力する。映像信号処理回路１８の設定は、ラインｃを介して制御回路２１より行う。
【００１４】
ネットワーク制御回路２０のＩＰアドレス等の動作パラメータは、制御回路２１より出力されるネットワーク制御信号ｄにより設定する。タイミング発生回路２３はＣＣＤ１２を駆動するためのパルスを発生するための回路で、電子シャッター、長時間露光の制御を行う。タイミング発生回路２３の出力は、駆動回路２２に入力され、ＣＣＤ１２を駆動する信号に変換される。
【００１５】
画像圧縮回路１９は圧縮されたデータを画像メモリ２７に一旦保存し、ネットワークの転送レートに応じてネットワーク制御回路２０へ順次出力する。また、画像圧縮回路１９の画像サイズや圧縮率は、制御回路２１により出力される信号ｅにより制御される。圧縮のタイミングは同期信号ｂに基づいて行う。
【００１６】
近赤外用照明としてのＬＥＤ２４の点灯タイミング（デューティ）並びに駆動電流値は、制御回路２１の制御信号ｆ並びに垂直同期信号に基づいてタイミング制御回路２６で決定し、駆動回路２５を制御してＬＥＤ２４を点灯させる。
【００１７】
次に、図２、図３の模式図を参照して図１で説明したカメラシステムをネットワーク化した例について説明する。図２は、図１で構成されるＣＣＤカメラ１００に照明を直接制御する場合の例であり、図３は図２における照明が専用の照明制御により駆動する場合の例を示す。
【００１８】
すなわち、ＣＣＤカメラ１００より出力される映像をネットワーク２００に接続されるパソコン３００で映像をモニターするシステム構成である。図２と図３の構成の違いは、ＬＥＤ２４をＣＣＤカメラ１００から直接駆動するか、照明制御部３１を介して駆動するかである。
【００１９】
ネットワーク２００へ送出する映像のフレームレートは、ＣＣＤカメラ１００の信号処理速度、ＣＣＤカメラ１００が出力する画像データのサイズ、ネットワーク２００のデータ転送速度等によって決定する。
【００２０】
図４は、図３で構成されるＣＣＤカメラ１００から出力される駆動信号に基づいてＬＥＤ２４を制御するタイミングを示し、ネットワーク２００へ出力する場合のフレームレートが７．５（ｆ／ｓ）の場合の例である。
【００２１】
ＣＣＤ１２の露光タイミングは、図４（ｂ）に示すように４フレームに１回となり、露光タイミングでは２フィールドの期間映像を露光する。その場合のＬＥＤ２４は、露光期間に合わせて点灯駆動タイミングＴ１（ｃ）で点灯させる。
【００２２】
ＣＣＤ１２からの映像信号は、映像出力（ｄ）に示すタイミングで出力される。この映像信号は、映像信号処理回路１８で処理された後、画像圧縮回路１９より出力される画像圧縮（ｅ）で示される出力タイミング（ｆ）で画像圧縮処理される。なお、ネットワーク２００への出力されるまでの時間は、制御周期より短い必要がある。
【００２３】
図５は、ＬＥＤ２４の駆動電流と点灯デューティの関係について説明するための説明図である。点灯デューティを大きくすればするほど駆動電流は大きく設定することができる。つまりより明るく点灯させることができる。デューティと電流、ｔ１．ｔ２の時間はＬＥＤ２４によって異なる。
【００２４】
これにより、ＣＣＤ１２から出力される映像信号のフレームレートが小さくても良い場合は、ＬＥＤ２４の点灯デューティをより小さく設定できるため、より明るい撮像が可能となる。
【００２５】
フレーム期間より時間ｔ１を小さく設定する必要がある場合は、図４（ｃ’）に示すタイミングでＬＥＤ２４を点灯させる。図６にその詳細タイミング図を示す。
インターレース読み出しタイプのＣＣＤ１２の露光時間は、フィールド単位となっており、通常、露光しないブランキング期間がフィールド毎に存在する。そのため、各フィールド間に輝度差によるフリッカが発生しない、ｔ１＝ｔ２となるようにＬＥＤ２４の点灯タイミングを制御するとよい。なお、全画素読み出しタイプのＣＣＤではこのような制御の必要はない。
【００２６】
図７のフローチャートを用いて図２の動作について説明する。
まず、ネットワーク２００の画質（圧縮率、サイズ）を設定する。この設定により画像のデータサイズが決まるため、ネットワークの仕様、回線状況よりフレームレートを判断できる。
【００２７】
次に、カメラの映像の明るさ検出結果に基づき被写体の明るさを判定し、暗い場合は、ＬＥＤ２４の駆動電流を大きく、明るい場合は、ＬＥＤ２４の駆動電流を小さく、場合によっては点灯させないように設定するための情報を生成する。上記の明るさ検出結果に基づき、ＬＥＤ２４の点灯デューティ、駆動電流、画像圧縮のタイミング、ネットワーク制御回路２０の動作タイミングを決定し、実際の制御に反映させ、以降この動作を繰り返す。
【００２８】
上記したように、撮像装置の所望のフレームレートに同期して照明装置を制御できるため、少ない電力で被写体を明るく撮像することができる。また、ネットワークへ所望のフレームレートで画像を送出する場合あるいは記録装置に間欠記録を行う場合にも照明の点灯タイミングを撮像装置の所望の撮像タイミングに合わせることが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のビデオカメラの照明制御装置によれば、撮像装置の所望のフレームレートに同期して照明装置を制御できるため、少ない電力で被写体を明るく撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態について説明するためのシステム構成図。
【図２】図１に示す構成をネットワークに接続する一例について説明するための模式図。
【図３】図１に示す構成をネットワークに接続する他の例について説明するための模式図。
【図４】ＬＥＤを制御する駆動信号のタイミングチャート。
【図５】ＬＥＤの駆動電流と点灯デューティの関係について説明するための説明図。
【図６】図４（ｃ’）の詳細タイミングチャート。
【図７】図２の動作について説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１１…撮像レンズ
１２…ＣＣＤ
１３…ＩＲカットフィルタ
１４…光学ガラス
１５…切換機構
１８…映像信号処理回路
２０…ネットワーク制御回路
２１…制御回路
２２，２５…駆動回路
２３…タイミング発生回路
２４…ＬＥＤ
２６…タイミング制御回路
３１…照明制御部
１００…ＣＣＤカメラ
２００…ネットワーク
【図１】
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【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】
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【図７】
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