JP4341102B2

JP4341102B2 - 撮像装置およびその制御方法

Info

Publication number: JP4341102B2
Application number: JP06453299A
Authority: JP
Inventors: 正信伊藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP2000261716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可視光領域および赤外光領域の撮像が可能な撮像素子を有する撮像装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、カメラ一体型ディジタルＶＴＲまたはディジタルスチルカメラ（以下、これらを総称してディジタルカメラと略する）を用いて動画および／または静止画を撮影することができる。また最近、赤外線撮影することができるディジタルカメラも登場している。
【０００３】
この赤外線撮影することができるディジタルカメラで暗い場所を撮影する場合、光路上から赤外光カットフィルタを外し、赤外補助光を被写体に照らして撮影する必要がある。すなわち、ディジタルカメラの光学系の赤外光カットフィルタを光路上から外すことによって、赤外光領域の撮影が可能となる。そして、暗い場所でも明るく撮影できるこの赤外線撮影を利用して、夜行性の動物の観察や幼児の寝顔を撮影するのに利用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤外光カットフィルタをディジタルカメラの光学系から取り除き、日中の屋外など赤外光が多い場所で撮影を行う場合、不適切な画像になる問題があった。
【０００５】
従って、この発明の目的は、ディジタルカメラの光学系から赤外光カットフィルタを外して撮影する場合、または赤外光カットフィルタを持たないディジタルカメラで撮影する場合、適切な画像を撮影することができる撮像装置およびその制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、可視光領域および赤外光領域の撮像が可能な撮像素子を有する撮像装置において、手動によって赤外光の透過又は遮蔽を変更可能な変更手段と、撮像素子から得られた画像信号を信号処理する信号処理手段と、画像信号が撮影されたときの明るさを検出する検出手段と、赤外光の透過と、検出手段の検出結果とに基づいて誤操作を判断し、誤操作である旨を出力する出力手段とを備える撮像装置。である。
また、請求項８に記載の発明は、可視光領域および赤外光領域の撮像が可能な撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、手動によって赤外光の透過又は遮蔽を変更可能な変更ステップと、撮像素子から得られた画像信号を信号処理する信号処理ステップと、画像信号が撮影されたときの明るさを検出する検出ステップと、赤外光の透過と、検出ステップの検出結果とに基づいて誤操作を判断し、誤操作である旨を出力する出力ステップとを備える撮像装置の制御方法である。
【０００７】
日中の屋外など赤外光の多い場所で、赤外光カットフィルタが光路上から外れているという誤操作の状態で撮影した場合、撮影された画像信号に対して不鮮明化処理（モザイク処理）を施すことによって、撮影者に誤操作であることを知らせる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用された一実施形態の全体的構成を示す。１で示す赤外光カットフィルタ（以下、ＩＲカットフィルタと称する）は、結合しているスイッチ２によって、出し入れされる。スイッチ３は、スイッチ２と連動してオン／オフされる。このスイッチ３のオン／オフによってＩＲカットフィルタ７の出し入れがスイッチオン／オフ情報としてコントローラ１０へ供給される。
【０００９】
このＩＲカットフィルタ１を光学系から取り除くと色再現が正確に行えないため、出力画像は、正常な色にならない。そこで、この一実施形態では、赤外光領域の撮影を目的としない通常の撮影も行えるように、光路上からＩＲカットフィルタ１の出し入れを可能にしてある。
【００１０】
この一実施形態では、ズームレンズ４、ＩＲカットフィルタ１、明るさを調整するアイリス５およびフォーカスレンズ６を介して入射光がＣＣＤ撮像素子７へ照射される。ＣＣＤ撮像素子７は、可視光領域および赤外光領域の撮影が可能なものが用いられる。ＣＣＤ撮像素子７では、照射された入射光が電気信号へ変換され、ゲイン制御、Ａ／Ｄコンバータ８へ供給される。ゲイン制御、Ａ／Ｄコンバータ８では、ＣＣＤ撮像素子７からの画像信号が増幅され、ディジタル化される。このように、ゲイン制御、Ａ／Ｄコンバータ８でゲイン制御およびディジタル化された画像信号がカメラ信号処理回路９へ供給される。
【００１１】
カメラ信号処理回路９では、供給された画像信号に対して信号処理、例えば原色分離方式、輪郭補正が行われる。この原色分離方式では、供給された信号から輝度信号および色差信号が生成され、生成された輝度信号および色差信号から原色のＲ、Ｇ、Ｂ信号が分離され、分離されたＲ、Ｇ、Ｂ信号から再び輝度信号および色差信号が生成される。輪郭補正では、被写体の輪郭の強調が行われる。さらに、この一実施形態では、供給された画像信号の明るさが検波され、その結果がコントローラ１０と通信される。
【００１２】
ＬＥＤ１１の一方は接地され、その他方はスイッチ１２を介して電池１３のプラス側と接続される。電池１３のマイナス側は接地される。スイッチ１２は、コントローラ１０によってオン／オフされ、そのオン／オフに応じてＬＥＤ１１が赤外発光する。このＬＥＤ１１が発光することによって、暗い場所での赤外光領域の撮影を可能にする。
【００１３】
そして、コントローラ１０は、一例としてマイクロコンピュータから構成される。このコントローラ１０は、スイッチオン／オフ情報からＩＲカットフィルタ１が使用されているか否かを検出する。そして、コントローラ１０は、カメラ信号処理回路９から入射光の明るさなどが供給され、アイリスコントロール信号によってアイリス５を制御する。さらに、コントローラ１０は、ゲイン制御信号によってゲイン制御、Ａ／Ｄコンバータ８を制御する。また、コントローラ１０は、カメラ信号処理回路９と通信し、そのカメラ信号処理回路９を制御する。さらに、コントローラ１０は、赤外発光するＬＥＤ１１を制御する。
【００１４】
モザイク処理回路１４では、後述するようにＩＲカットフィルタ１が光路上から外れているのが誤操作と判断されたときに、カメラ信号処理回路９から供給された画像信号に対して、モザイク処理が施される。このモザイク処理は、コントローラ１０によってモザイクのオン／オフが制御される。モザイク処理が施された画像信号は、出力端子１５から図示しない電子ビューファインダおよび記録手段へ出力される。電子ビューファインダには、モザイク処理が施された画像が表示される。また、記録手段として、磁気テープ、半導体、磁気ディスク、光磁気ディスクなどがあり、これらに動画および／または静止画が記録される。
【００１５】
このように、スイッチ２がオフ側の時には、光はＩＲカットフィルタ１を通過する。しかしながら、スイッチ２がオン側の時には、ＩＲカットフィルタ１が光路上にないので、光はＩＲカットフィルタ１を通過せずにアイリス５によって光量を絞られてフォーカスレンズ６を通過し、ＣＣＤ撮像素子７で受光して、電気信号へ変換される。このとき、ＣＣＤ撮像素子７には、赤外光領域の感度があるために暗い場所でも、ＬＥＤ１１の赤外光によって明るく撮影することができる。ゲイン制御、Ａ／Ｄコンバータ８のゲイン制御によって増幅制御され、ディジタル信号に変換され、カメラ信号処理回路９の検波部で明るさ情報などが検波される。その検波情報は、カメラ信号処理部９とコントローラ１０との間のシリアル通信によってコントローラ１０へ送信される。
【００１６】
コントローラ１０のアルゴリズムを図２のフローチャートに示す。ステップＳ１では、コントローラ１０がカメラ信号処理回路９で生成される垂直同期信号（ＶＤ）に同期して処理を行うため、垂直同期信号が確認される。そして、このステップＳ１では、垂直同期信号が確認されるまで、ステップＳ１の制御が繰り返される。カメラ信号処理回路９で生成される垂直同期信号が確認された後、ステップＳ２では、カメラ信号処理回路９とコントローラ１０との通信処理が行われる。ステップＳ３では、カメラ信号処理回路９で明るさが検波され、その検波値が通信によりコントローラ１０へ送信され、コントローラ１０で評価値に変換される。
【００１７】
ステップＳ４では、明るさの評価値と所定のしきい値との比較が行われ、明るさの評価値が所定のしきい値より大きいと判断されると、ステップＳ５へ制御が戻り、明るさの評価値が所定のしきい値より小さいと判断されると、ステップＳ１へ制御が移る。ステップＳ５では、スイッチ３から得られるスイッチオン／オフ情報に基づいて、スイッチ３のオン／オフが判断され、スイッチ３がオンと判断されると、ステップＳ６へ制御が移り、スイッチ３がオフと判断されると、ステップＳ１へ制御が戻る。ステップＳ６では、モザイク処理回路１４によって、供給される画像信号に対してモザイク処理が行われる。
【００１８】
また、スイッチ２がオンの場合、すなわちＩＲカットフィルタ１が光路上にない場合、カメラ信号処理回路９からの検波結果を参照する。そして、検波結果から得られた評価値が所定のしきい値より大きい場合、すなわち明るい場合、カメラ信号処理回路９内でモザイク処理を行うための通信データの設定が行われる。
【００１９】
モザイク設定データは、次の垂直同期信号でモザイク処理回路１４にシリアル通信され、画像信号に対してモザイク処理が施される。よって、撮影された被写体の画像信号がモザイク画像になり正しい画像が確認できなくなる。以上の動作によって、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れるという誤操作を撮影者に知らせることが可能となる。
【００２０】
また、この実施形態では、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れるという誤操作を撮影者に知らせる方法として、画像をモザイク処理を行っているが、このモザイク処理を行う代わりに、このディジタルカメラの電源を遮断して撮影者に誤操作を知らせるようにしても良いし、撮影された画像の中にスーパーインポーズなどを表示して撮影者に誤操作を知らせるようにしても良い。
【００２１】
誤操作を検出するための他の例を図３に示す。この図３に示すセンサ部は、ディジタルカメラのレンズ周辺に取り付けられる。透明なプラスチックやガラスなどの材料で構成される透明導光器２１に２つのフォトセンサ２２および２３が取り付けられる。この透明導光器２１は、光の出射側が二股に分かれている。その二股の一方には、可視光領域に受光感度を持つ特性の可視光用のフォトセンサ２２が取り付けられ、他方には、赤外光領域に受光感度を持つ特性の赤外光用のフォトセンサ２３が取り付けられる。これによって、入射された光は、均等にフォトセンサ２２および２３に入力される。
【００２２】
この可視光用のフォトセンサ２２および赤外光用のフォトセンサ２３を設ける利点は、より正確に誤操作の判断を行うことができることにある。具体的には、レンズ前面に可視光カットフィルタやＮＤフィルタなどの減光フィルタを付けて撮影した場合、ＣＣＤ撮像素子７に照射される光の情報のみでは、誤操作の判断を誤ることがある。しかしながら、独立したセンサを設けることによって、レンズ前面のフィルタの影響を受けずに誤操作を判断する条件を正確に得ることができる。
【００２３】
また、透明導光器２１を用いるため、不意に指などをセンサ前面に置いた場合、フォトセンサ２２または２３の何方か一方のみをマスクすることが困難になるので、誤検出になりにくいという利点もある。
【００２４】
図４に、ＬＥＤ１１、フォトセンサ２２および２３の特性の一例を示す。図４Ａは、可視光用のフォトセンサ２２の感度特性であり、図４Ｂは、赤外発光のＬＥＤ１１の出力特性であり、図４Ｃは、赤外光用のフォトセンサ２３の感度特性である。この実施形態では、図４Ｂに示すＬＥＤ１１の出力特性は、赤外線撮影用の補助光として撮影していることを判別しやすくするため、赤外光用のフォトセンサ２３の感度特性に近いものが用いられている。
【００２５】
図５は、スイッチ２をオンにしたとき、すなわち光路上からＩＲカットフィルタ１を外したときのフォトセンサ２２および２３の出力の組み合わせの一例を示したものである。
【００２６】
フォトセンサ２２の出力がＨ（ハイ）レベル、且つフォトセンサ２３の出力がＨレベルの場合、可視光および赤外光が共に多く存在する環境下、つまり日中の屋外と判断される。この場合、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れているのは、誤操作となる撮影環境なので撮影者に上述したような手法で警告する。
【００２７】
次に、フォトセンサ２２の出力がＬ（ロー）レベル、且つフォトセンサ２３の出力がＨレベルの場合、可視光が少なく存在し、赤外光が多く存在する環境下、つまり赤外発光のＬＥＤ１１を使用した暗闇の中の赤外光領域の撮影と判断される。この場合、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れていても、誤操作とはならないので、警告しない。
【００２８】
そして、フォトセンサ２２の出力がＨレベル、且つフォトセンサ２３の出力がＬレベルの場合、可視光が多く存在し、赤外光が少なく存在する環境下、つまり蛍光灯のように赤外成分の少ない照明下の室内などと判断される。この場合、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れていても、撮影者が意図するものが撮影されるため、誤操作とはならないので、警告しない。
【００２９】
また、フォトセンサ２２の出力がＬレベル、且つフォトセンサ２３の出力がＬレベルの場合、可視光および赤外光が共に少なく存在する環境下、つまり赤外光が存在しない暗闇、または透明導光器２１の受光部を指などで不意にマスクされている場合と判断される。そして、この場合、ＣＣＤ撮像素子７から得られる光による明るさの検波結果と、ＬＥＤ１１のオン／オフ情報も併用し、誤操作か否が判断される。
【００３０】
フォトセンサ２２および２３の出力が共にＬレベルのときに、ＣＣＤ撮像素子７の出力の明るさの検波結果が小さく、且つＬＥＤ１１がオフとなる場合、暗闇と判断し、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れていても、誤操作とはならないので、警告しない。しかしながら、フォトセンサ２２および２３の出力が共にＬレベルのときに、ＣＣＤ撮像素子７の出力の明るさの検波結果が小さく、且つＬＥＤ１１がオフとなる場合を除いた場合、ＩＲカットフィルタ１が光路上から外れているのは、誤操作となる撮影環境なので撮影者に上述したような手法で警告する。
【００３１】
このとき、ＣＣＤ撮像素子７の出力値を参照するのは、センサ部が指などで不意にマスクされた場合の対策である。また、ＬＥＤ１１のオン／オフ情報を参照するのは、センサ部が指などでマスクされ、さらにレンズ前面に減光フィルタを付けられた場合の対策である。
【００３２】
この実施形態では、ディジタルカメラの光学系からＩＲカットフィルタが出し入れ可能としているが、ＩＲカットフィルタを持たないディジタルカメラであっても良い。この場合、赤外光の多い日中の屋外を撮影すると、誤操作と判断され、撮影された画像に対してモザイクなどの処理が施される。
【００３３】
この実施形態では、不鮮明化処理の一例として画像に対してモザイク処理を施すようにしているが、画像を不鮮明とする処理であれば、どのような処理を施しても良い。
【００３４】
【発明の効果】
この発明に依れば、赤外光領域の撮影可能なＣＣＤ撮像素子を有するディジタルカメラにおいて、明るい場所で光路上から赤外光カットフィルタを外して撮影する誤操作を防ぐことができる。また、ＮＤフィルタや可視光カットフィルタなどの減光フィルタをレンズ前面に取り付けた場合でも、光路上から赤外光カットフィルタを外して撮影する誤操作を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用される一実施形態のブロック図である。
【図２】この発明が適用されるコントローラのアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図３】この発明が適用される他の実施形態のブロック図である。
【図４】この発明に適用されるＬＥＤおよびフォトセンサの特性の一例である。
【図５】この発明を説明するためのものである。
【符号の説明】
１・・・赤外光カットフィルタ、２、３、１２・・・スイッチ、４・・・ズームレンズ、５・・・アイリス、６・・・フォーカスレンズ、７・・・ＣＣＤ撮像素子、８・・・ゲイン制御、Ａ／Ｄコンバータ、９・・・カメラ信号処理回路、１０・・・コントローラ、１１・・・ＬＥＤ、１３・・・電池、１４・・・モザイク処理回路

Claims

可視光領域および赤外光領域の撮像が可能な撮像素子を有する撮像装置において、
手動によって赤外光の透過又は遮蔽を変更可能な変更手段と、
上記撮像素子から得られた画像信号を信号処理する信号処理手段と、
上記画像信号が撮影されたときの明るさを検出する検出手段と、
上記赤外光の透過と、上記検出手段の検出結果とに基づいて誤操作を判断し、上記誤操作である旨を出力する出力手段と
を備える撮像装置。
さらに、オン／オフ可能な赤外線発光素子を有する請求項１記載の撮像装置。
上記検出手段は、
撮影された上記画像信号の明るさを検波する検波手段により構成される請求項１記載の撮像装置。
上記検出手段は、
可視光領域のみに受光感度を持つ第１のフォトセンサと、
赤外光領域のみに受光感度を持つ第２のフォトセンサとからなる請求項１記載の撮像装置。
上記出力手段は、
上記誤操作と判断した場合、上記画像に対して不鮮明化処理を施すようにした請求項１記載の撮像装置。
上記出力手段は、
上記誤操作と判断した場合、電源を遮断するようにした請求項１記載の撮像装置。
上記出力手段は、
上記誤操作と判断した場合、上記画像に対してスーパーインポーズを施すようにした請求項１記載の撮像装置。
可視光領域および赤外光領域の撮像が可能な撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
手動によって赤外光の透過又は遮蔽を変更可能な変更ステップと、
上記撮像素子から得られた画像信号を信号処理する信号処理ステップと、
上記画像信号が撮影されたときの明るさを検出する検出ステップと、
上記赤外光の透過と、上記検出ステップの検出結果とに基づいて誤操作を判断し、上記誤操作である旨を出力する出力ステップと
を備える撮像装置の制御方法。