(57)【要約】【課題】カラー／白黒出力を切り換える際に、誤判定を防止する。【解決手段】監視用カメラ機器は、キャビネット2内にレンズ1とＣＣＤ4を具え、レンズ1とＣＣＤ4との間である空間Ｋに、赤外線カットフィルタ7又はダミーガラス片5が選択的に配備される。制御手段3は、被写体からの光が所定の輝度レベルであるしきい値よりも明るいときは空間Ｋに赤外線カットフィルタ7を配備し、被写体からの光がしきい値よりも暗いときは空間Ｋにダミーガラス片5を配備する旨の信号を出力する。ＣＣＤ4の受光面40の周辺部には、レンズ1を通過した光のうち、可視光のみに反応する光センサ8が設けられ、制御手段3は該光センサ8の出力に基づいて、赤外線カットフィルタ7又はダミーガラス片5の空間Ｋへの配備を切り換える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと固体撮像素子との間である空間Ｋに、赤外線カットフィルタ又は透光部材が選択的に配備され、
被写体からの光が所定の輝度レベルであるしきい値よりも明るいときは空間Ｋに赤外線カットフィルタを配備し、被写体からの光がしきい値よりも暗いときは空間Ｋに透光部材を配備する旨の信号を出力する制御手段を設けたカメラ機器に於いて、
固体撮像素子の受光面の周辺部には、レンズを通過した光を感知する光センサが設けられ、制御手段は該光センサの出力に基づいて、赤外線カットフィルタ又は透光部材の空間Ｋへの配備を切り換えることを特徴とするカメラ機器。
【請求項２】
光センサは、レンズを通過した光のうち、可視光のみに反応する請求項１に記載のカメラ機器。
【請求項３】
光センサは、受光面の周辺部に複数設けられ、該複数の光センサからの出力に基づいて、赤外線カットフィルタ又は透光部材の空間Ｋへの配備を切り換える請求項１又は２に記載のカメラ機器。
【請求項４】
赤外線カットフィルタ又は透光部材と、固体撮像素子との間には、固体撮像素子の周辺部に入射する光の進行路を変更する導光手段が設けられ、光センサは導光手段による光の進行側に配備されている請求項１乃至３に記載のカメラ機器。
【請求項５】
導光手段は、プリズム、反射板、光ファイバーの何れかである請求項４に記載のカメラ機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー出力と白黒出力を切換え可能なカメラ機器、特に監視用カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
斯種監視用カメラには、固体撮像素子としてＣＣＤを用いたものが多い。このＣＣＤの感度特性は４００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の波長領域に及び、特に赤外線領域(７００ｎｍ程度以上)の感度が高くなっている。そのため外部の被写体からの光をそのままＣＣＤに入光させると、ＣＣＤから出力されるカラー映像が赤みを帯びる。そこで、レンズとＣＣＤとの間に赤外線領域の光を除去する赤外線カットフィルタを挿入してその赤みを除去している。
また、昼間は光量が多いためＣＣＤから良好なカラー出力が得られるが、夜間は逆に光量が少ないから良好なカラー出力を得ることができない。そこで夜間は、ＣＣＤに入力される光量を多くするため赤外線カットフィルタは使用せず、赤外線領域を含んだ光をＣＣＤに入力させて良好な映像を得るようにしている。なお、この場合ＣＣＤからの出力を信号処理して、具体的にはＲＧＢ成分を遮断して白黒映像を得ている。
監視用カメラでは、このようなＣＣＤの特性を考慮して、ＣＣＤ出力レベルの大きい(昼間の如き光量の多い)ときにはレンズとＣＣＤの間に赤外線カットフィルターを挿入してカラー信号を出力し、ＣＣＤ出力レベルの小さい(夜間の如き光量の少ない)ときには赤外線カットフィルタに代えてダミーガラス片を自動的に挿入して白黒信号を出力するカラー／白黒切換えカメラが、提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
図６は、従来のカラー／白黒切換カメラの全体構成を示したブロック図である。該カメラのキャビネット(２)内には、レンズ(１)と、ＣＣＤ(４)と、レンズ(１)とＣＣＤ(４)の間である空間Ｋに選択的に挿入される赤外線カットフィルタ(７)又はダミーガラス片(５)と、モータ(Ｍ)駆動されて赤外線カットフィルタ(７)及びダミーガラス片(５)を図６の矢印Ａ方向に移動させるスライド機構(20)と、信号処理回路(30)と、カラー信号又は白黒信号を出力する切換スイッチ(SW)と、検波回路(31)と、状態センサ(21)と、制御手段(３)が設けられている。
赤外線カットフィルタ(７)及びダミーガラス片(５)は、レンズ光軸Ｌに直交する面内にて互いに繋がり、並んで配備される。赤外線カットフィルタ(７)又はダミーガラス片(５)の何れか一方が、空間Ｋに挿入され、他方が空間Ｋから外れる。
レンズ(１)を通して入射する光のうち赤外領域の波長成分(７００ｎｍ程度以上)は、赤外線カットフィルタ(７)により除去される。ＣＣＤ(４)は、赤外線カットフィルタ(７)、又はダミーガラス片(５)を通って入射する光を電気信号に変換する。信号処理回路(30)は、ＣＣＤ(４)からの電気信号を受けてカラー信号Ｃｏｕｔ及び白黒信号(輝度信号)Ｙｏｕｔを生成する。検波回路(31)は、信号処理回路(30)にて生成される白黒信号Ｙｏｕｔの値を積分してその積分値Ｖｏｕｔを出力する。
【０００４】
状態センサ(21)は、空間Ｋに赤外線カットフィルタ(７)が挿入されているときはＬ(ロー)レベルの状態信号Ｓを出力し、空間Ｋにダミーガラス片(５)が挿入されているときはＨ(ハイ)レベルの状態信号Ｓを出力する。
制御手段(３)は、信号処理回路(30)から垂直同期信号Ｖdが入力されると、状態センサ(21)からの状態信号Ｓ及び検波回路(31)からの積分値Ｖｏｕｔの値を取り込み、予め設定されたしきい値Ｖ０と積分値Ｖｏｕｔとを比較する。制御手段(３)は、積分値Ｖｏｕｔがしきい値Ｖ０以上のときはＨレベルの、積分値Ｖｏｕｔがしきい値Ｖ０よりも小さいときはＬレベルのフィルタ切換信号ＦＣ及び白黒／カラー切換信号ＹＣを出力する。
【０００５】
Ｖｏｕｔ≧Ｖ０の場合
このときは、被写体の周囲がしきい値よりも明るい又は同等の明るさの場合であり、カメラからの出力信号はカラー信号Ｃｏｕｔとする必要がある。状態信号ＳがＬレベルであれば、空間Ｋに赤外線カットフィルタ(７)が挿入されているから、そのままにしておく。
状態信号ＳがＨレベルであれば、空間Ｋにダミーガラス片(５)が挿入されているから、制御手段(３)はＨレベルのフィルタ切換信号ＦＣをモータ(Ｍ)に出力する。モータ(Ｍ)は、スライド機構(20)を駆動して、空間Ｋからダミーガラス片(５)を抜き、赤外線カットフィルタ(７)を挿入する。
Ｖｏｕｔ＜Ｖ０の場合
このときは、被写体の周囲がしきい値よりも暗い場合であり、カメラからの出力信号は白黒信号Ｙｏｕｔとする必要がある。状態信号ＳがＨレベルであれば、空間Ｋにダミーガラス片(５)が挿入されているから、そのままにしておく。
状態信号ＳがＬレベルであれば、空間Ｋに赤外線カットフィルタ(７)が挿入されているから、制御手段(３)はＬレベルのフィルタ切換信号ＦＣをモータ(Ｍ)に出力する。モータ(Ｍ)は、スライド機構(20)を駆動して、空間Ｋから赤外線カットフィルタ(７)を抜き、ダミーガラス片(５)を挿入する。
【０００６】
切換スイッチ(SW)は、Ｈレベルの白黒／カラー切換信号ＹＣを受けたときは、信号処理回路(30)で生成されるカラー信号Ｃｏｕｔをカメラの出力端子(22)から出力し、Ｌレベルの白黒／カラー切換信号ＹＣを受けたときは、信号処理回路(30)で生成される白黒信号Ｙｏｕｔをカメラの出力端子(22)から出力する。
但し、図６の構成では、積分値Ｖｏｕｔがしきい値Ｖ０よりも僅かでも小さいと、空間Ｋにダミーガラス片(５)が挿入されるから、赤外線カットフィルタ(７)によって除去されていた光がＣＣＤ(４)に入力される。これにより、制御手段(３)は被写体の周りが明るくなったと誤感知して、今度はダミーガラス片(５)を抜いて赤外線カットフィルタ(７)を挿入する。即ち、ダミーガラス片(５)と赤外線カットフィルタ(７)が交互に挿入されることになり、これをハンチング現象と呼ぶ。
【０００７】
この対策として、ヒステリシス特性を設けたものがある。これは、しきい値を図７に示すように、Ｖ１とＶ２の２つ設け、Ｖ１は十分暗く、Ｖ２は十分明るい輝度レベルに対応する。カラー出力の途中で被写体の周囲が暗くなっても、積分値Ｖｏｕｔがしきい値Ｖ１以下になるまでは白黒出力に切り換えない。白黒出力の途中で被写体の周囲が明るくなっても、積分値Ｖｏｕｔがしきい値Ｖ２以上になるまではカラー出力に切り換えない。即ち、被写体の周囲が十分暗いときに白黒出力に切り換え、被写体の周囲が十分明るいときにカラー出力に切り換え、ハンチング現象を防止している。
また、ハンチング現象の防止対策として、図８に示すように、ＣＣＤ(４)の周縁部に赤外線カットフィルタ(７)を貼り付け、該赤外線カットフィルタ(７)を通過した映像信号の輝度レベルから、カラー出力と白黒出力の切換を判断しているものもある。映像信号は白黒出力時でも、赤外線カットフィルタ(７)を通過しているから、ハンチング現象は生じない(例えば、特許文献２参照)。
上記構成に代えて、図９に示すように、キャビネット(２)の外部に光センサ(８)を別途設け、該光センサ(８)の出力に基づいて、カラー出力と白黒出力を切り換えるものもある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−２３９３５６号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図７に示したように、ヒステリシス特性を設けて、カラー出力と白黒出力を切り換える構成では、被写体の周囲が暗いにも拘わらず、カラー出力を行う場合があり、カラー／白黒出力の切り換えが鈍いとの印象を与える。また、被写体が赤外線照明下にあれば、赤外線カットフィルタ(７)によって赤外線が除去されるから、被写体の周囲が明るいにも拘わらず、白黒信号が出力される虞れがある。
図８に示したＣＣＤ(４)を用いる構成では、ＣＣＤ(４)の周縁部に赤外線カットフィルタ(７)を精密な位置に貼り付ける手間が必要であるから、コスト増加を招来する。また、被写体の周囲が暗いと、該赤外線カットフィルタ(７)により透過する光量が少なくなるから、周縁部が切られた画像が表示される。換言すれば、被写体の周囲が明るいと画像が大きく、被写体の周囲が暗いと画像が小さくなる問題がある。
図９に示すような光センサ(８)の出力に基づいて、カラー出力と白黒出力を切り換える構成では、被写体の明るさと、光センサ(８)の周囲の明るさが一致しない場合があり、誤判定を行う虞れがある。
本発明の目的は、上記問題の解決にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
固体撮像素子の受光面(40)の周辺部には、レンズ(１)を通過した光を感知する光センサ(８)が設けられ、制御手段(３)は該光センサ(８)の出力に基づいて、赤外線カットフィルタ(７)又は透光部材の空間Ｋへの配備を切り換える。光センサ(８)は、レンズ(１)を通過した光のうち、可視光のみに反応する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の構成では、レンズ(１)により集光された光を利用して、カラー／白黒出力を切り換えているから、被写体の明るさと、光センサ(８)の周囲の明るさが一致しないことによる誤判定をなくすことができる。
また、被写体からの光のうち、可視光のみに基づいて、カラー出力と白黒出力を切り換える。たとえ空間Ｋ内に赤外線カットフィルタ(７)が挿入されていても、可視光は該赤外線カットフィルタ(７)を通過するから、被写体の明るさを誤感知する虞れはない。従って、ヒステリシス特性を設けなくとも、ハンチング現象を防止でき、カラー／白黒出力の切り換えが鈍いとの印象は与えない。
更に、被写体が赤外線照明下であっても、可視光のみに基づいて、カラー出力と白黒出力を切り換えるから、被写体の周囲が明るいにも拘わらず、誤って白黒出力される虞れはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
(第１実施例)
以下、本発明の一例を図を用いて説明する。
図１は、本例に係わるカメラ機器の内部ブロック図であり、図２は図１の固体撮像素子であるＣＣＤ(４)をレンズ(１)側から見た正面図である。本例にあっては、ＣＣＤ(４)の周辺部に、レンズ(１)を通過した光のうち、可視光のみに反応する光センサ(８)を設けた点に特徴があり、信号処理回路(30)、検波回路(31)、スライド機構(20)の動作は、従来と同様である。可視光は赤外線と紫外線の間の波長(４００−７００ｎｍ)を有する光であり、赤外線カットフィルタ(７)、ダミーガラス片(５)の何れをもを通過する。
ＣＣＤ(４)内には、略矩形状の受光面(40)が設けられ、撮影された画像情報は受光面(40)にて検知される。レンズ(１)が円形であるから、レンズ(１)からの光がＣＣＤ(４)を照らす照射部分(10)は円形であり、受光面(40)は照射部分(10)の中に含まれる。光センサ(８)(８)は照射部分(10)内にて受光面(40)の周辺部に複数、図２では上下左右に４つ設けられるが、この数に限定されない。光センサ(８)(８)の出力は、制御手段(３)に入力される。光センサ(８)は受光した光が一定の輝度レベル以上か否かの信号を出力する。
【００１３】
尚、光を確実に感知すべく、光センサ(８)(８)は照射部分(10)内にて受光面(40)の周辺部の面積が広い部分(10a)(図２参照)に設けられるのがよい。また、レンズ(１)を有効像円の大きなものに代え、照射部分(10)の面積を大きくすれば、光センサ(８)(８)の取り付けが容易になる。
【００１４】
被写体が明るいとき
空間Ｋに赤外線カットフィルタ(７)、ダミーガラス片(５)の何れが挿入されていても、可視光は何れをも通過する。即ち、可視光は赤外線カットフィルタ(７)の影響を受けない。
被写体が明るいときは、光センサ(８)が検知する可視光の輝度レベルは一定レベル以上である。光センサ(８)はその旨の信号を制御手段(３)に出力し、制御手段(３)はモータ(Ｍ)を駆動して空間Ｋに赤外線カットフィルタ(７)を挿入して、カラー映像信号から赤みを除去する。
被写体が暗いとき
被写体が暗いときは、光センサ(８)が検知する可視光の輝度レベルは一定レベル未満である。光センサ(８)はその旨の信号を制御手段(３)に出力し、制御手段(３)はモータ(Ｍ)を駆動して空間Ｋにダミーガラス片(５)を挿入する。信号処理回路(30)で生成される白黒信号Ｙｏｕｔがカメラの出力端子(22)から出力される。
【００１５】
上記例では、光センサ(８)(８)は、照射部分(10)内にて受光面(40)の周辺部に複数配備されている。これは、全ての光センサ(８)(８)が感知する輝度レベルが同じとは限らないから、複数の光センサ(８)(８)を設けて、該複数の情報から、カラー／白黒信号を切り換えているのである。
例えば、被写体の画像が図３に示すように、下端部が暗く、その他の部分が明るい画像であったとする。この場合は、図２に示す最も下端の光センサ(８a)は被写体画像が暗い旨の信号を出力し、その他３つの光センサ(８)(８)(８)は、被写体画像は明るい旨の信号を出力する。図３の画像は全体的に明るいから、カラー画像を出力すべきである。制御手段(３)は、４つの光センサ(８)(８)(８)(８a)の出力から、被写体画像は全体的に明るいと判断し、信号処理回路(30)からカラー画像を出力する。被写体画像の輝度を全体的に捉えることができるのであれば、複数の光センサ(８)(８)を設けることに代えて、照射部分(10)内にて受光面(40)の周辺部と同形状の光センサを１つ配備してもよい。
【００１６】
(第２実施例)
図４は、本例に係わるＣＣＤ(４)の平面図であり、図５は図４のＣＣＤ(４)をレンズ(１)側から見た正面図である。空間Ｋは実際は狭く、光センサ(８)を空間Ｋ内に配備するのが困難な場合がある。本例はかかる場合に鑑みて、光センサ(８)よりも薄い導光手段、具体的にはプリズム(９)を、ＣＣＤ(４)上にて受光面(40)の周辺部に配備し、該プリズム(９)に対して、光の進行側(即ち、外側)に光センサ(８)を配備している。
受光面(40)の周辺部を照射した光は、プリズム(９)の斜面(90)によって外側に９０度方向を違えて外向きに反射され、光センサ(８)に入射する。光センサ(８)の出力に基づいて、カラー／白黒信号を切り換える点は第１実施例と同じである。光の進行路を変更する導光手段として、プリズム(９)を例示したが、これに代えて、反射板、光ファイバーでもよい。
【００１７】
本例の構成では、レンズ(１)により集光された光を利用して、カラー／白黒出力を切り換えているから、被写体の明るさと、光センサ(８)の周囲の明るさが一致しないことによる誤判定をなくすことができる。
また、被写体からの光のうち、可視光のみに基づいて、カラー出力と白黒出力を切り換える。たとえ空間Ｋ内に赤外線カットフィルタ(７)が挿入されていても、可視光は該赤外線カットフィルタ(７)を通過するから、被写体の明るさを誤感知する虞れはない。従って、ヒステリシス特性を設けなくとも、ハンチング現象を防止でき、カラー／白黒出力の切り換えが鈍いとの印象は与えない。
更に、被写体が赤外線照明下であっても、可視光のみに基づいて、カラー出力と白黒出力を切り換えるから、被写体の周囲が明るいにも拘わらず、誤って白黒出力される虞れはない。
【００１８】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】カメラ機器の内部ブロック図である。
【図２】図１のＣＣＤをレンズ側から見た正面図である。
【図３】被写体の画像の一例を示す図である。
【図４】別の実施例のＣＣＤの平面図である。
【図５】図４のＣＣＤをレンズ側から見た正面図である。
【図６】従来のカラー／白黒切換カメラの全体構成を示したブロック図である。
【図７】ヒステリシス特性を説明する図である。
【図８】従来のＣＣＤの正面図である。
【図９】従来のキャビネットの斜視図である。
【符号の説明】
【００２０】
(１)  レンズ
(２)  キャビネット
(３)  制御手段
(４)  ＣＣＤ
(５)  ダミーガラス片
(７)  赤外線カットフィルタ
(８)  光センサ
(９)  プリズム
(40)  受光面
【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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【図８】
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【図９】
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